高速列車弓網(wǎng)接觸力的主動控制-論文.pdf

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1、高速列車弓網(wǎng)接觸力的主動控制YoshitakaYAMASHITA，等(日)19文章編號：1002—7610(2014)03—0019-06高速列車弓網(wǎng)接觸力的主動控制YoshitakaYAMASHITA，等(日)摘要：介紹了對受電弓用兩種主動控制技術(shù)來抑制高速列車弓網(wǎng)接觸力波動的方法。一種是采用接觸力作為控制器反饋信號的受電弓PID主動控制，另一種是采用弓架位移作為反饋信號的阻抗控制。就降低接觸力波動而言，認為阻抗控制優(yōu)于PID控制。關(guān)鍵詞：高速列車；受電弓；接觸力；控制；日本中圖分類號：U270．381文獻標(biāo)志碼：BActiveControlofContactForcebetween

2、PantographandCatenaryforHigh—SpeedTrainsYoshitakaYAMASHITA。eta1．(Japan)Abstract：Describedarethemethodsforsuppressingthecontactforcefluctuationbetweenpantagraphandcatenaryforhigh—speedtrainsusingpantagraphsequippedwithtwotypesofactivecontroltechnology．OneisPIDactivepantographcontrol，whichutilizes

3、thecontactforceasafeedbacksignaltOthecontroller．Theotheristheimpedancecontrol，whichemploystheframedisplacementasafeedbacksigna1．ImpedancecontrolisdeemedtOoutperformPIDcontrolintermsofthereductionincontactforcefluctuation．Keywords：high—speedtrain；pantograph；contactforce；control；Japan和載流量，就會使各余下的構(gòu)

4、件較之前大和／或重，因1概述此，低噪聲受電弓的總重可減輕多少就有一個限度。接觸網(wǎng)通過與受電弓接觸為鐵道車輛供電。受電此外，為獲得高集電性能，低噪聲受電弓采用長行程彈弓的提升機構(gòu)為弓頭提供向上的力，使之與接觸網(wǎng)接簧，這對降低空氣動力噪聲不利，因為罩住長行程彈簧觸。在靜止?fàn)顟B(tài)下，弓網(wǎng)接觸力與提升機構(gòu)給出的力需要更長的罩殼，這又會形成一個新的噪聲源。相等。然而，當(dāng)受電弓沿接觸網(wǎng)運行時，由于受空氣動如上所述，即使在一般情況下，也難以使受電弓同力、接觸網(wǎng)波動的傳播與反射、接觸網(wǎng)系統(tǒng)的動力特性時滿足高集電性能和低噪聲排放的要求，在未經(jīng)歷過隨位置變化的影響，接觸力會產(chǎn)生波動。接觸力過大，的更高速度的

5、情況下，更難實現(xiàn)這些目標(biāo)。鑒于將來會損傷受電弓和接觸網(wǎng)，在最惡劣的情況下還可能造的需求，作者正致力于將主動控制技術(shù)作為抑制接觸成接觸導(dǎo)線折斷的嚴(yán)重事故。另一方面，如果施加的力波動的一種有效方法應(yīng)用于受電弓。本文介紹了基力太小，受電弓和接觸網(wǎng)容易脫離接觸，也叫離線。離于兩種不同控制定律的降低弓網(wǎng)接觸力波動的主動控線要么因電弧放電對受電弓和接觸網(wǎng)造成電損傷，要制方法。么導(dǎo)致接觸網(wǎng)向車輛供電中斷。因此，應(yīng)盡可能減小2使用主動控制技術(shù)降低受電弓接觸力波動接觸力波動。通過受電弓部件使用輕質(zhì)材料，基本上可使高速時受電弓的接觸力波動處于最小。此外，眾2．1主動受電弓所周知，采用長行程的弓頭彈簧可確保

6、獲得更好的接為將主動控制技術(shù)用于受電弓，本研究中，與提升觸性能。機構(gòu)平行安裝了一個氣缸。與其他作動器相比，氣缸日本的噪聲限制法規(guī)極為苛刻，因此，日本高速列通常反應(yīng)速度慢，然而，更重要的是電隔離而不是反應(yīng)車使用的受電弓滿足低噪聲要求也是極為重要的。實速度。圖1為裝有氣缸的受電弓。這種受電弓用于新施了通過減少暴露在氣流中的受電弓構(gòu)件數(shù)量降低噪干線列車，具有低噪聲特性。圖2為圖1所示受電弓聲的降噪策略。減少構(gòu)件數(shù)量同時又不損失機械強度的動力學(xué)模型。分析時，受電弓常用雙質(zhì)點或三質(zhì)點收稿日期：2013-03—04的動力學(xué)模型表示。．表示接觸力。集中質(zhì)量m和20國外鐵道車輛第51卷第3期2014年

7、5月對應(yīng)于弓頭和鉸接架(上弓架和下弓架的總稱)。提電流成正比。升機構(gòu)給受電弓施加向上的恒力P。。連接兩個質(zhì)量的2．2PID控制彈簧元件k。對應(yīng)于弓頭彈簧。采用阻尼元件C來考慮在圖1所示的弓頭上安裝加速度計并布置應(yīng)變能量損耗。另一個阻尼元件C對應(yīng)于與提升機構(gòu)平行片，可通過測量傳感器輸出的加權(quán)總數(shù)測定接觸力。直安裝的受電弓阻尼器。在該動力學(xué)模型中，作動器簡單接將測定的接觸力輸入到PID控制器。PID控制器計表示為力^。該模型的運動方程用下式表示：算