超导电动磁悬浮列车次级悬挂半主动控制研究

张伟海，曾靖淞，闫兆盈，李 刚，马光同

（西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，成都610031）

超导电动磁悬浮列车是目前唯一通过600公里速域等级应用可行性验证的轨道交通载运工具，有望成为下一代高速和超高速载人轨道交通的主要制式。由日本研发的L0 型超导电动磁悬浮列车于2015年实现了载人时速603公里运行[1-2]。动力学性能是超导电动磁悬浮列车进一步推向商业应用的主要挑战之一[3]，超导电动磁悬浮列车作为载人公共交通工具在必须满足乘坐舒适性要求的同时也要尽可能地降低成本。车辆轻量化有降低生产成本、线路维护成本等优势。但是，车体轻量化会导致车辆隔振性能下降进而恶化车辆的动力学性能。在提高经济性的前提下改善超导电动磁悬浮列车的平稳性和舒适性，主要有提高线路等级和改进车辆悬挂系统两种途径。由于提高线路等级工程造价过高，因此，对超导电动磁悬浮车辆悬挂系统的设计和改进研究成为进一步改善车辆运行平稳性和舒适性的主要途径[4]。

为了提高和改善超导电动磁悬浮列车的动力学性能，Nagai等[5]建立了2自由度的车辆垂向模型，在次级悬挂中应用LQR主动控制方法，以车体和转向架的动能和势能构成二次型目标函数，从仿真和实验两方面初步验证了LQR 主动控制方法可以减少车体振动传递效率以及降低车体振幅。Watanabe等[6]建立了3 辆车体和2 台转向架铰接式组成的10自由度超导电动磁悬浮列车的垂向-俯仰动力学模型，在中间车体的次级悬挂中应用了基于LQ理论的主动控制方法，验证了LQ控制方法抑制车体垂向振动的有效性。……