机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (16): 331-342.doi: 10.3901/JME.260713
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侯锁霞1, 韩嵩1, 王鹏1,2, 杨绍普2, 赵义伟3
HOU Suoxia1, HAN Song1, WANG Peng1,2, YANG Shaopu2, ZHAO Yiwei3
摘要: 为提升高速列车动力学性能及线路适应性,提出一种自适应参数优化的多元协同悬挂控制策略。基于最优控制理论构建悬挂控制器,实现多类悬挂元件协同调控,结合混合寻优算法实现控制器参数自适应优化。建立十七自由度整车动力学模型,基于Simulink搭建含线性二次型调节器的协同控制仿真模型,对比其与被动悬挂的减振效果。针对人工调参难达最优的问题,引入遗传-粒子群混合算法优化控制器权重矩阵参数,实现控制参数的动态自适应优化,提升了控制策略的鲁棒性。对比人工调参,自适应多元协同控制下车体横向及摇头角加速度均方根分别降低50.49%、37.98%,构架横向及摇头角加速度均方根分别降低50.59%、59.21%。基于车辆频域响应特性与平稳性评价指标,在不同控制元件、运行速度、轨道激励及车轮磨耗工况下,仿真分析其与被动控制、单一元件独立控制的减振差异,发现该控制策略下悬挂系统综合性能最优,尤其对车辆系统4~8 Hz频段振动能量抑制效果显著。结果表明,多元协同控制可有效抑制车体与构架横向振动,控制器参数自适应优化后悬挂性能进一步提升;相较于被动与单一元件控制,在改善悬挂性能、提升运行平稳性与复杂工况适用性上优势显著,表现出良好的线路适应能力与工程应用价值。
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