基于自适应优化控制的车体垂向加载系统

摘要：

为实现轨道车辆车体静强度试验加载过程的自动化、试验中加载力施加的准确和可控,从硬件与软件2个方面协同考虑,设计一种基于自适应优化控制的车体垂向加载系统.首先,在加载系统的硬件设计方面,根据轨道车辆车体结构、载荷布置的特点和试验工况的要求,进行一种多点液压垂向加载装置的结构设计,包括力学结构设计及其液压系统设计.然后,在硬件设计基础上进行该加载系统的软件设计,使该加载装置的各加载点的加载力实现自适应、最优、闭环控制.作为控制软件设计的基础,首先建立该加载装置的力学模型及其液控系统的数学模型.为了解该加载装置的各个加载点,并寻优各加载点的最优加载力值,设计一种基于遗传算法的加载力解算模块.进而,为了实现该加载系统加载力自适应优化的闭环控制,结合设计的遗传算法加载力解算模块,建立基于PID控制器的加载力自反馈调节机制.最后,通过案例计算表明,该车体垂向加载系统的稳态加载时间仅为2.4 s,实际加载误差仅为0.56％,满足试验的误差要求.本文为轨道车辆车体垂向加载装置加载力准确、可控的实现提供了软硬件解决方案,为多点加载系统各加载点解耦问题的解决提供理论依据,推动了轨道车辆车体静强度试验装备的自动化发展.

关键词：轨道车辆、车体静强度试验、垂向加载系统、自适应优化控制、力解耦、遗传算法、PID闭环控制

所属期刊栏目：19

分类号：U270.1+4(车辆工程)

资助基金：国家自然科学基金51675537

在线出版日期：2022-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1424-1432