机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (16): 295-308.doi: 10.3901/JME.260687
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杜万梁, 汪群生, 武士栋, 蒋雪松, 曾京, 屈升
DU Wanliang, WANG Qunsheng, WU Shidong, JIANG Xuesong, ZENG Jing, QU Sheng
摘要: 针对高速列车在长期服役环境下横向异常振动时有发生、被动悬挂系统抑制效果有限的问题,构建基于车下悬吊设备的高速列车车体横向振动机理模型和非线性动力学仿真模型,探讨车下悬吊设备吸振的可行性,依托联合仿真平台,研究在频变谐波激励(一次蛇行、二次蛇行)及随机激励工况下,比例-积分-微分控制(Proportional-integral-derivative control,PID)、天棚阻尼控制及滑模控制(Sliding mode control,SMC)三种全主动控制策略对车辆横向振动的抑制性能。机理分析验证了车下悬吊设备采用主动吸振抑制车体横向振动的可行性,仿真结果表明所研究的三种主动控制策略均对车体横向稳定性存在正向调控作用,悬吊设备通过动力吸振作用实现车体振动能量的有效耗散,同时不会恶化转向架常规动力学性能。其中,滑模控制因兼具强非线性鲁棒性与自适应调节特性,其抑振效果显著优于其余两种策略。文中所提出的基于车下悬吊设备主动吸振的车体横向振动控制方法,有望为现有高速列车的性能提升及新型高速列车的研发提供重要技术参考。
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