一、摆式列车倾摆试验装置的μ控制（论文文献综述）
陶晶[1]（2015）在《高速列车多速率主动悬挂预测控制算法研究》文中认为安全、平稳及舒适是高速铁路运输事业需要不断追求的目标。随着运行时速的提高，列车运行的安全稳定性和乘坐舒适度等运输服务品质将更依赖于悬挂系统的减振性能。这也意味着，只有达到更高性能标准和要求的悬挂系统才能适应铁路的高速发展。主动悬挂控制技术能有效地改善列车的垂向和横向平稳性，是列车减振降噪相关方面的研究重点。然而，在以往的悬挂系统研究中，常常忽略系统各环节中存在着的采样频率间的差异和客观存在的时滞现象。本文在相关研究背景下，将时滞和多速率现象引入到高速列车主动悬挂系统中，开展主动悬挂控制技术研究，设计多速率悬挂系统控制器，以使悬挂系统减振性能更好地适应列车运行时速的提高。基于列车运行时受到的轨道方向不平顺和高低不平顺随机激扰，建立了包含车体的侧滚角加速度、前后转向架构架的侧滚角加速度等三自由度的横向振动以及车体质心的垂向加速度和点头角加速度、前后转向架构架质心的垂向加速度和点头角加速度等六自由度的垂向振动耦合而成的九自由度高速列车连续时域主动悬挂系统动力学模型。采用离散化方法后，利用提升技术，并引入时滞，得到了单速率和时滞多速率悬挂系统模型。仿真分析了车辆采用被动悬挂（未加控制）时的系统振动输出情况，可以看出，时滞影响系统减振性能，导致系统响应速度降低，多速率比单速率系统具备更好的响应性能。采用Laguerre标准正交基函数MPC模型预测控制算法，分别为高速列车连续时域、离散单速率、离散多速率及时滞多速率主动悬挂系统设计相应的预测控制器。进行主动悬挂闭环控制系统仿真分析，通过对比分析车体质心垂向加速度、点头角加速度和侧滚角加速度等输出响应的仿真结果，说明了多速率相对于单速率系统在控制性能上的优势及时滞对于系统响应速度与控制效果的危害性。采用最优控制与预测控制，将主动悬挂系统的侧滚振动控制输出情况进行对比，比较两种控制策略的控制效果，验证了预测控制实时优化特性的优越性。利用含磁流变阻尼器的车辆主动悬挂减振试验台，搭建起包含试验台、外界激励系统、测控系统和U/I电路转换系统等子系统的实验总系统。加入预测控制算法，开展振动控制实验，验证了试验台的减振效果和预测控制算法的有效性。从振动控制的响应速度与性能方面对比分析了单速率和多速率主动悬挂控制系统的差异，实验结果基本吻合理论分析。
董海鹰,李欣[2]（2010）在《基于CMAC的摆式列车倾摆控制研究》文中进行了进一步梳理摆式列车是具有诸多不确定因素的动态系统,其倾摆系统的控制是摆式列车成功的关键,利用传统控制方式很难得到倾摆系统较好的控制品质。本文针对摆式列车的特点提出一种基于CMAC神经网络与PID相结合的倾摆系统并行控制方法。该方法利用传统PID实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动;利用CMAC神经网络控制器实现前馈控制,确保系统的控制精度和动态响应速度。此外,该并行控制算法相对简单,实时性好,易于在倾摆控制系统中实现。通过对阶跃信号、正弦波信号和方波信号的跟踪仿真,表明该算法克服了传统控制的不足,增强了倾摆系统的控制精度,提高了系统的动态响应速度,并且使系统具有较强的抗干扰性和鲁棒性。
袁朝春[3]（2007）在《电动助力转向系统μ分析与综合控制及试验研究》文中研究说明电动助力转向（Electric Power Steering System,以后简称EPS）比传统液压助力转向具有节能、环保、结构紧凑及性能优良的优点,成为国内外学者、生产厂家的研究热点。近年来,许多学者在系统建模、助力特性规则、EPS控制原理、控制方法、试验手段等方面进行了卓有成效的研究,取得了大量研究成果,而且,各种类型的EPS产品先后研制出来,其应用范围从最初的微型轿车向大型运输车辆发展,然而,新的课题又摆到了汽车工程师们面前。如在微型车辆上行之有效的助力控制策略应用到重型运输车辆上将不再适应;转向系统在参数摄动和外部干扰的影响下,系统性能降低等等,这些都会给汽车行驶的安全性带来不利影响。为了解决EPS发展过程中出现的新情况,本文从EPS控制基本原理入手,较系统地进行了助力特性规律研究,提出了基于载荷、车辆速度、方向盘转矩的助力电动机理想助力扭矩的特性曲线;利用方向盘转角信号判断驾驶员的操作意图,分析了转向助力控制、回正助力控制、回正阻尼控制的控制原理;针对转向助力过程中存在的参数摄动、外部干扰等不确定性影响,首次提出了用μ控制理论来设计转向助力控制系统,并对μ控制理论设计控制系统的参数摄动线性分式变换理论、外部干扰权函数建模等关键技术进行了深入的研究,在此基础上,设计了EPS试验系统,并进行了台架试验和实车道路试验。首先,分析了影响转向力矩大小的因素,建立了转向力矩动力学模型,结合动力转向系统性能要求和特点,对助力特性进行了较系统研究。提出了新型助力特性曲线,即结合载荷、车辆速度和方向盘转矩三个方面因素确定电动机理想助力扭矩的MVT型助力特性曲线,提高了转向助力效果。其次,在分析电动助力转向系统控制原理的基础上,利用方向盘转角信号和方向盘扭矩信号来判断驾驶员的操作意图。针对驾驶员在转向过程中不同的操作意图提出了转向助力控制策略、回正助力控制策略和回正阻尼控制策略,并给出了阻尼助力线和回正助力线,对回正助力控制和回正阻尼控制给出了数学判定条件;应用自适应模糊PID控制和比例控制策略对回正过程进行综合控制研究。仿真结果表明控制策略效果明显。第三,对于EPS转向系统最基本的转向助力控制,首次提出了用μ控制理论进行系统分析和综合的思路。众所周知,在转向系统动力学建模过程中会存在不同程度的简化和建模误差;在车辆实际运行状况下,模型中的参数会不同程度的改变;转向系统会受到外界干扰力矩的影响;控制器性能会受到传感器噪声的影响,等等。而现代控制理论要求系统模型非常精确,因此模型的参数摄动和外界的各种干扰不可避免的影响EPS控制系统的性能,造成系统性能恶化和不稳定。本文利用μ控制理论分析电动助力转向控制系统动力学模型中的参数摄动、传感器测量噪声、外界干扰（路面倾斜、侧向风）力矩等不利干扰的影响,在求解控制器的过程中应用权函数建模和线性分式变换理论对这些不确定性进行了处理,设计了转向助力过程的μ控制器。μ分析的结果表明该控制器具有更好的鲁棒稳定性和性能鲁棒性。第四,根据新的控制策略,研究开发了以ARM S3C44BOX单片机为微处理器的EPS控制器硬件,控制单元具有实时数据信号采集和系统控制功能,同时采用模块化的设计思想开发了相应的软件程序。将控制硬件与软件进行集成调试,达到了预期效果。第五,创新设计了包含轮胎及悬架结构的新型电动助力转向试验台架系统,用来模拟车速、载荷、结构参数和道路行驶条件对转向系统力矩的影响。在此基础上进行了助力特性曲线台架试验研究、控制器抗干扰试验和回正性能试验研究,试验结果与仿真分析结果基本吻合。表明本文设计的试验装置可以模拟实车行驶条件下转向系统的参数摄动、外界干扰的影响,使试验台架的实际运行效果接近于实车状态,为整个EPS研究提供了良好的试验条件。最后,对装有新设计EPS控制系统的某车型进行了道路试验,并将试验结果与计算进行了对比。研究结果表明,设计的电动助力转向控制系统能够实现对EPS转向系统的性能要求,方向盘转向轻便、回正迅速,并且具有较好的转向手感,特别是,系统具有良好的鲁棒稳定性和性能鲁棒性。
谢林柏,纪志成,方华京[4]（2005）在《具有异步时延的网络化控制系统故障检测》文中进行了进一步梳理针对具有异步信号时延的离散系统,研究了在异步时延下基于观测器的故障检测及其设计问题。首先提出了一个存在异步时延下系统的故障检测模型,该模型保持了系统的定常性和时不变特性。同时在此模型上构造了异步时延系统的状态观测器,并依据系统观测误差通过合理地选择湮灭加权矩阵的方法构建了频域内的故障检测残差发生器。最后通过一个摆式列车试验模型的仿真检验了设计方法的有效性。
谢林柏,张汉全[5]（2002）在《摆式列车的μ鲁棒控制研究》文中指出考虑到摆式列车数学模型的不确定性及倾摆控制系统设计的多目标要求 ,针对摆式列车模拟试验装置的数学模型分别用H∞ 方法和 μ方法设计 3种鲁棒控制器 ,并通过仿真来评价 3种控制系统的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。
谢林柏,张汉全,方华京[6]（2002）在《摆式列车倾摆试验装置的μ控制》文中研究表明针对摆式列车数学模型的不确定性及倾摆控制系统设计的多目标要求 ,对摆式列车模拟试验装置的辨识数学模型分别用H∞ 方法和 μ方法设计三个鲁棒控制器 .同时探讨了在跟踪问题的鲁棒控制设计中加权函数选择的一般性原则 .仿真结果表明 ,鲁棒控制的H∞ 方法和 μ方法在处理具有各种不确定性的系统设计中均有良好的效果 ,但 μ方法在摄动下的干扰抑制性能比H∞ 方法更具鲁棒性
杨名利,张汉全[7]（1999）在《摆式列车的 H∞ 鲁棒控制研究》文中指出在概述摆式列车基本工作原理的基础上，针对摆式列车运行环境的不确定性特点，提出了Ｈ∞控制方法。理论与试验研究表明，采用Ｈ∞控制方法符合摆式列车系统的基本设计思想，按试验模型设计的Ｈ∞车体倾摆控制系统，不仅满足要求的动态和稳态性能指标，而且在对象模型参数连续时变摄动的情况下，仍然具有相当的鲁棒稳定性能。
二、摆式列车倾摆试验装置的μ控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、摆式列车倾摆试验装置的μ控制（论文提纲范文）
（1）高速列车多速率主动悬挂预测控制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 国内外研究现况 |
| 1.2.1 高速列车悬挂系统研究现况 |
| 1.2.2 悬挂系统中时滞的影响及研究现况 |
| 1.2.3 多速率控制系统的发展现况 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 多速率主动悬挂系统动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 列车振动基本形式 |
| 2.3 轨道不平顺随机激扰的研究 |
| 2.4 主动悬挂系统动力学模型 |
| 2.4.1 连续时域主动悬挂系统模型 |
| 2.4.2 单速率主动悬挂系统模型 |
| 2.4.3 多速率主动悬挂系统模型 |
| 2.4.4 时滞多速率主动悬挂系统模型 |
| 2.5 仿真分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 多速率主动悬挂系统预测控制算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型预测控制算法 |
| 3.2.1 预测控制概论 |
| 3.2.2 预测控制原理 |
| 3.2.3 MPC 模型预测控制 |
| 3.3 主动悬挂系统预测控制器设计 |
| 3.3.1 连续时域系统预测控制器设计 |
| 3.3.2 单速率系统预测控制器设计 |
| 3.3.3 多速率系统预测控制器设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 预测控制系统仿真模型搭建及结果分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仿真模型搭建 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验系统设计及研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统设计 |
| 5.2.1 实验基本原理 |
| 5.2.2 硬件设备 |
| 5.2.3 实验方案 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作回顾 |
| 6.2 课题研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 部分仿真程序 |
| 附录 B 实验实物图 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）基于CMAC的摆式列车倾摆控制研究（论文提纲范文）
| 1 摆式列车的工作原理 |
| 2 倾摆系统的CMAC控制 |
| (1) CMAC神经网络 |
| (2) 基于CMAC与PID的复合控制结构及算法 |
| 3 仿真实验 |
| (1) 无参数摄动仿真 |
| (2) 参数摄动仿真 |
| 4 结束语 |
（3）电动助力转向系统μ分析与综合控制及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 EPS概述 |
| 1.2.1 EPS简介 |
| 1.2.2 EPS分类及组成 |
| 1.2.3 EPS工作原理 |
| 1.3 EPS国内外研究进展 |
| 1.3.1 EPS产品研究 |
| 1.3.2 轮胎模型 |
| 1.3.3 助力特性曲线 |
| 1.3.4 电动助力转向试验台 |
| 1.3.5 EPS控制理论发展 |
| 1.4 μ控制理论及其应用 |
| 1.5 本课题研究意义 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 μ控制数学理论基础 |
| 2.1 μ控制理论发展 |
| 2.2 工程系统描述 |
| 2.2.1 线性动态系统的描述 |
| 2.2.2 非线性动态系统的描述 |
| 2.3 性能指标描述 |
| 2.3.1 矩阵范数 |
| 2.3.2 向量范数 |
| 2.3.3 函数范数 |
| 2.4 矩阵奇异值 |
| 2.5 Lyapunov方程和Riccati方程 |
| 2.5.1 Lyapunov方程 |
| 2.5.2 Riccati方程 |
| 2.6 模型不确定性 |
| 2.6.1 非参数化不确定性 |
| 2.6.2 参数化不确定性 |
| 2.7 不确定性处理 |
| 2.7.1 摄动界函数建模 |
| 2.7.2 线性分式变换(LFT) |
| 2.8 H_∞控制原理 |
| 2.8.1 H_∞三个设计目标 |
| 2.8.2 H_∞控制器设计 |
| 2.8.3 非结构摄动系统鲁棒性判据 |
| 2.8.4 H_∞控制保守性 |
| 2.9 μ控制理论 |
| 2.9.1 结构奇异值μ的定义 |
| 2.9.2 μ的性质 |
| 2.9.3 系统鲁棒性μ分析 |
| 2.10 本章小结 |
| 第三章 μ分析与综合工程应用策略 |
| 3.1 系统建模 |
| 3.1.1 建立数学模型的基本原则 |
| 3.1.2 数学模型的分类及表达形式 |
| 3.2 系统建模分析 |
| 3.3 模型不确定部分表示 |
| 3.3.1 线性分式变换理论 |
| 3.3.2 LFT常用规则 |
| 3.3.3 微分方程参数摄动LFT |
| 3.3.4 传递函数参数摄动LFT |
| 3.3.5 状态空间方程参数摄动LFT |
| 3.3.6 未建模动态摄动LFT |
| 3.4 控制系统μ分析和综合 |
| 3.5 μ综合设计 |
| 3.5.1 D-K迭代算法 |
| 3.5.2 μ-K迭代算法 |
| 3.6 μ分析方法 |
| 3.6.1 建立闭环系统M |
| 3.6.2 摄动△描述矩阵 |
| 3.6.3 鲁棒稳定性判据 |
| 3.6.4 性能鲁棒性判据 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 转向助力特性研究 |
| 4.1 助力特性研究现状 |
| 4.1.1 直线型助力特性 |
| 4.1.2 折线型助力特性 |
| 4.1.3 曲线型助力特性 |
| 4.2 汽车转向力矩模型 |
| 4.2.1 汽车转向力矩分析 |
| 4.2.2 车轮动态垂直载荷的确定 |
| 4.2.3 转向系统动力学模型 |
| 4.3 车轮纵向力、侧向力和回正力矩计算 |
| 4.3.1 车轮纵向力计算 |
| 4.3.2 车轮侧向力和回正力矩计算 |
| 4.4 车辆操纵动力学模型 |
| 4.5 仿真计算及试验研究 |
| 4.6 EPS助力特性曲线的确定 |
| 4.6.1 EPS助力特性定性描述 |
| 4.6.2 EPS助力特性曲线的确定 |
| 4.6.3 助力特性曲线特征参数确定 |
| 4.7 助力特性曲线试验研究 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 EPS系统的μ分析与综合 |
| 5.1 电动助力转向系统设计目标 |
| 5.2 EPS控制策略分析 |
| 5.2.1 转向意图判断 |
| 5.2.2 EPS控制策略分析 |
| 5.3 EPS控制系统抗外界干扰μ控制 |
| 5.3.1 EPS系统标称动力学模型 |
| 5.3.2 EPS状态方程 |
| 5.3.3 系统权函数优化 |
| 5.3.4 μ控制器求解 |
| 5.4 横摆角速度控制μ分析与综合 |
| 5.4.1 装备EPS系统整车动力学模型 |
| 5.4.2 μ控制器设计 |
| 5.4.3 控制系统μ分析与仿真 |
| 5.5 车辆满载转向操纵稳定性μ控制 |
| 5.5.1 EPS系统参数摄动动力学模型 |
| 5.5.2 μ控制器设计 |
| 5.5.3 μ分析与仿真 |
| 5.6 车辆参数摄动μ控制 |
| 5.6.1 参数摄动转向系统动力学模型 |
| 5.6.2 μ综合鲁棒控制器设计 |
| 5.6.3 仿真与分析 |
| 5.6.4 控制系统μ分析 |
| 5.7 EPS回正助力控制 |
| 5.7.1 回正阻力矩 |
| 5.7.2 回正控制中机械模型的分析 |
| 5.7.3 回正助力控制策略 |
| 5.8 EPS回正阻尼控制 |
| 5.9 回正控制仿真 |
| 5.10 本章小结 |
| 第六章 EPS控制器(ECU)设计 |
| 6.1 某车型汽车ECU电路简介 |
| 6.2 EPS控制策略 |
| 6.3 控制器微处理常用芯片及选型 |
| 6.4 ECU输入通道设计 |
| 6.4.1 方向盘转矩信号采集 |
| 6.4.2 电动机电流采集 |
| 6.4.3 车速信号采集 |
| 6.5 ECU输出通道设计 |
| 6.5.1 电动机的控制设计 |
| 6.5.2 电动机方向控制电路 |
| 6.5.3 电磁离合器控制电路 |
| 6.5.4 故障诊断与故障显示电路 |
| 6.6 EPS软件设计 |
| 6.6.1 A/D采集程序 |
| 6.6.2 车速(发动机)信号采集程序 |
| 6.6.3 PWM控制程序 |
| 6.6.4 故障诊断及代码显示程序 |
| 6.6.5 数字滤波程序 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 EPS试验系统设计和试验研究 |
| 7.1 现有试验台架分析 |
| 7.1.1 变负荷试验台架 |
| 7.1.2 弹簧加载试验台架 |
| 7.2 试验台基本功能与工作原理 |
| 7.2.1 概述 |
| 7.2.2 试验台工作原理 |
| 7.2.3 试验台基本功能 |
| 7.3 试验台硬件系统 |
| 7.3.1 概述 |
| 7.3.2 前轮定位载荷均分加载机构设计 |
| 7.3.3 转向回正模拟机构设计 |
| 7.3.4 车轮动力输入机构设计 |
| 7.3.5 滚动台限位导向机构设计 |
| 7.3.6 数控电液伺服试验系统 |
| 7.3.7 信号测量装置 |
| 7.3.8 安装与调试 |
| 7.4 台架试验 |
| 7.4.1 路面干扰冲击试验 |
| 7.4.2 低速回正试验 |
| 7.4.3 转向轻便性试验 |
| 7.4.4 轮胎侧向力干扰试验 |
| 7.5 道路试验 |
| 7.5.1 道路试验相关仪器 |
| 7.5.2 试验结果分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 本文主要创新点 |
| 8.3 进一步研究与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 读博期间参加科研工作及发表学术论文情况 |
（5）摆式列车的μ鲁棒控制研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 结构奇异值及μ鲁棒控制 |
| 3 倾摆控制系统的μ综合 |
| 4 3种鲁棒控制的数字仿真及比较 |
| 5 结论 |
（6）摆式列车倾摆试验装置的μ控制（论文提纲范文）
| 1 结构奇异值与μ综合 |
| 2 倾摆控制系统的μ综合 |
| 3 鲁棒控制系统数字仿真及比较 |
四、摆式列车倾摆试验装置的μ控制（论文参考文献）
- [1]高速列车多速率主动悬挂预测控制算法研究[D]. 陶晶. 华东交通大学, 2015(11)
- [2]基于CMAC的摆式列车倾摆控制研究[J]. 董海鹰,李欣. 铁道学报, 2010(05)
- [3]电动助力转向系统μ分析与综合控制及试验研究[D]. 袁朝春. 江苏大学, 2007(11)
- [4]具有异步时延的网络化控制系统故障检测[J]. 谢林柏,纪志成,方华京. 系统仿真学报, 2005(11)
- [5]摆式列车的μ鲁棒控制研究[J]. 谢林柏,张汉全. 贵州科学, 2002(04)
- [6]摆式列车倾摆试验装置的μ控制[J]. 谢林柏,张汉全,方华京. 华中科技大学学报(自然科学版), 2002(12)
- [7]摆式列车的 H∞ 鲁棒控制研究[J]. 杨名利,张汉全. 铁道学报, 1999(01)