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基于DSP的机车横向半主动液压减振器控制系统的研究
资料介绍
机车振动问题始终是制约铁路高速化的一个重要因素,其机车横向振动过大是我国铁路机车急需解决的问题。在机车横向振动控制中采用的控制策略有被动控制、主动控制和半主动控制。被动控制现被广泛应用,但其控制效果不理想,面对今天铁路不断高速化的过程中,被动控制已远远不能满足要求；而主动控制能达到高的控制性能,但是控制复杂,消耗外部能量,成本高,技术不成熟,还没有实际应用；半主动介于被动和主动之间,成本低,半主动减振器不需要过多外界能量的介入,安装维护方便,有着良好的性价比,又有与主动控制相似的控制效果,容易实现。针对这种状况,许多研究人员把研究的重点放在了半主动控制的研究上,现在半主动控制技术日趋成熟。 DSP芯片是专用的数字信号处理器,具有强大的数据运算处理性能,比单片机及其它控制器有着广泛的应用前景。用DSP芯片设计的控制器可以把许多硬件完成的工作用软件的功能实现,在本系统中包括数字积分和数字滤波。特别是数字滤波,由于在数字滤波时为减少趋势项的影响,滤波器过渡带要设计的非常窄,在滤波器设计时,充分利用了数字信号处理器高运算速度的特点,用简单的滤波器设计方法,设计出可用的高精度的数字滤波器,滤波时间对整个系统是很小的,也就是说造成的时滞是很小的。由于采用了软件方法实现硬件功能,这样减少了硬件之间在处理信号时的相互干扰,提高了精度。 本研究课题是中国北车集团四方车辆研究所与华南理工大学合作开发项目“客车半主动悬挂系统研究2006SRIJ001-1”的一部分,目的是根据横向半主动减振器的“天棚”控制原理和车体的横向振动状况,通过由电子控制的一组液压阀来实现对减振力的实时调整,最终达到实施减振的目的。通过对整个系统和每个技术环节的分析,确立了整个控制系统的方案,搭建起了基于DSP(TMS320LF2407)的横向液压半主动减振器的控制系统。在利用一整套控制系统后,实验测的横向平稳性明显提高。
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