转向架参数台运动平台的姿态检测

转向架参数台运动平台的姿态检测

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文集编号: 2015042308759

文档介绍

随着科技的飞速发展与人民生活水平的不断提高,出行的便利与否逐渐成为影响人们生活质量的重要因素,而铁路作为交通运输的一种主要方式,在日常生活中占有极为重要的地位。近几年来,为了满足中国日益增长的运力需求,中国铁路进行了几次全面的提速,原有的运力紧张问题得到了一定程度的缓解,同时人们的出行也更加方便快捷,但随着轨道列车车速的提高,对列车零部件性能的要求也在不断提高。转向架作为轨道列车上的关键部件,对于轨道列车性能至关重要,并成为了研究轨道列车的核心领域之一。转向架的各项参数如转向架一系悬挂的垂向、纵向、横向定位刚度,二系悬挂的垂向、纵向、横向定位刚度,以及转向架回转刚度等均能对轨道列车的行驶速度、运行稳定性、曲线通过能力以及乘客乘坐的舒适性产生重要的影响。为了保证轨道列车的各项性能满足运行标准,必须对转向架各项参数进行试验测定。转向架参数台可以通过其上三个六自由度运动加载平台的运动对转向架进行加载测出力与位移的关系曲线获得转向架各项刚度值,并可以对转向架运行的工况进行模拟。由于转向架参数测定试验台上的三个六自由度加载平台均需通过作动器的伸缩运动控制加载,而测定作动器伸缩量并不能准确反映平台加载的位姿变化,加载不正确不但会使测量的结果出现较大的偏差,严重时也会对转向架和平台本身造成损害。因此需要设计一套系统能够实时检测出六自由运动加载平台的位姿变化状况,从而对转向架加载情况进行准确判断,并向加载控制系统提供反馈控制,使平台对转向架的加载满足设定要求,保证转向架各项参数的测量真实准确。本文在比较各种六自由度平台位姿测量方法的基础上,根据实际的测量环境与测量要求,选择了对六自由度加载平台进行直接接触测量的方式。通过对传统的Stewart六自由度平台进行改进设计了六自由度测量仪,并将六自由度测量仪的运动平台直接固定于六自由度加载平台上,从而把对六自由度加载平台的位姿求解问题转化为了对六自由度测量仪进行正向位姿解算的问题。利用对于六自由度测量仪运动平台位姿的正向解算结果即可得出六自由度加载平台位姿情况。在完成了对六自由度加载平台位姿测量系统的硬件设计后,本文基于Matlab/Simulink平台,搭建了六自由度测量仪正向位姿实时解算模型,使模型可以在输入六自由度测量仪六个连接杆的长度变化量后能够迅速准确地解算出相应运动平台的六个位姿参数,并通过Solidworks平台进行试验验证。结果表明,本文所搭建的正向位姿解算模型可以快速准确地对六自由度运动平台进行实时解算。本文通过对六自由度加载平台位姿测量系统的软件与硬件搭建,可以实现对转向架参数试验台六自由度运动平台位姿的实时解算,为轨道列车转向架各项参数的准确测定提供了理论、技术支持。

贡献者

安丰贞编辑

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