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轨道车辆转向架刚度试验台液压伺服加载系统研究

孙磊  
【摘要】: 转向架可以说是轨道车辆上最重要的部件之一,作为车辆的走行部分,一系和二系悬挂参数对轨道车辆的运行品质起到至关重要的作用。目前国内转向架生产厂家生产的试验台结构过于复杂,且只能满足转向架有限个参数的测量,不能全面评价转向架的性能指标,很难满足高速列车转向架的检测要求。 因此研制开发结构合理,测试方法操作简单有效,并能全面评价轨道车辆转向架刚度的测试系统,以此来检测转向架弹簧刚度是否合格,确保车辆运行的安全性、平稳性以及动力学性能越来越重要。本文首先在分析了五自由度施力系统作用原理的基础上,对伺服阀控制非对称液压缸进行了建模分析,推导出了阀控非对称液压缸力反馈控制系统的传递函数,提出了适应于非对称液压缸的负载压力和负载流量的概念;然后利用Matlab中的Simulink工具箱对五自由度施力系统进行了仿真。讨论了该控制系统误差产生的原因,并引入了工业控制中最常用的PID控制器进行优化;最后对控制系统硬件与软件的设计做了阐述,设计了液压伺服力反馈系统顺序动作回路,实现对转向架不同状态下的刚度检测,阐述了本施力系统的电气控制原理,对数据采集卡、放大电路、传感器等元件进行了选型。 综上所述,本论文在分析伺服阀控制非对称液压缸的理论基础上,建立了该试验台的液压伺服加载系统模型,并对该模型进行了仿真分析,实现了对转向架刚度系统各项参数的检测,缩短了轨道车辆厂的研发周期,保证了车辆运行的安全性、平稳性以及动力学性能,从而节省了大量的试验时间及经费,具有一定的社会效益和经济效益。


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