[發(fā)明專利]磁浮列車橋上走行實時混合試驗邊界協(xié)調(diào)方法、設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310248868.2
• 申請日: 2023-03-13
• 公開（公告）號: CN116305459A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 國巍;楊林杰;王陽;李洪旭;黃闕潮
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);高速鐵路建造技術(shù)國家工程研究中心
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G01M17/08;G01M7/02;G06F17/18;G06F111/04;G06F111/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 胡喜舟

本發(fā)明公開了一種磁浮列車橋上走行實時混合試驗邊界協(xié)調(diào)方法、設(shè)備，其中方法包括：獲取當(dāng)前時步磁浮列車作用下各數(shù)值控制點處橋梁各自由度位移響應(yīng)；獲取各數(shù)值控制點處軌道不平順；各個數(shù)值控制點處橋梁位移響應(yīng)與對應(yīng)位置處軌道不平順疊加；分疊加軌道不平順與不疊加軌道不平順兩種情況，分別對所有數(shù)值控制點處的位移響應(yīng)進行多點線性擬合，得到各物理控制點的位移響應(yīng)并生成振動試驗臺控制命令；將復(fù)現(xiàn)軌道臺面位移響應(yīng)和數(shù)值子結(jié)構(gòu)計算的實際位移響應(yīng)做差值運算，確定誤差峰值；若誤差峰值未超過誤差限值，則將控制命令發(fā)送給振動試驗臺。本發(fā)明為利用振動試驗臺實時混合試驗評估磁浮列車的橋上行車安全性提供了一種邊界協(xié)調(diào)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁浮列車橋上走行實時混合試驗邊界協(xié)調(diào)方法、設(shè)備。

背景技術(shù)

整車走行系統(tǒng)振動試驗臺(以下簡稱“振動試驗臺”)主要用于磁浮車輛、懸浮導(dǎo)向控制、線路軌道系統(tǒng)的相關(guān)功能、性能試驗，再現(xiàn)實際運行過程中車-控-軌相互作用過程。振動試驗臺可以實時地再現(xiàn)地震作用過程，也可以實時復(fù)現(xiàn)車輛作用下軌道的振動，是研究結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和破壞機理最直接的方法。混合試驗方法是近年來常用的一種結(jié)構(gòu)試驗方法，通過將整體結(jié)構(gòu)劃分為多個計算子結(jié)構(gòu)及數(shù)值子結(jié)構(gòu)，各子結(jié)構(gòu)之間邊界條件的準確性對數(shù)值子結(jié)構(gòu)在列車荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)有較大的影響，橋梁的變形是有弧度的，振動試驗臺作為剛性構(gòu)件，無法直接將橋梁結(jié)構(gòu)計算出的連續(xù)位移曲線施加在列車上，需要臺面以一定方式近似復(fù)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。因此，研究一種磁浮列車橋上走行實時混合試驗邊界協(xié)調(diào)方法來實現(xiàn)位移響應(yīng)信號轉(zhuǎn)化意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種磁浮列車橋上走行實時混合試驗邊界協(xié)調(diào)方法、設(shè)備，來實現(xiàn)位移響應(yīng)信號轉(zhuǎn)化，通過振動試驗臺近似復(fù)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。

第一方面，提供了一種磁浮列車橋上走行實時混合試驗邊界協(xié)調(diào)方法，包括：

S1：獲取當(dāng)前時步磁浮列車作用下各數(shù)值控制點處橋梁各自由度的位移響應(yīng)，并利用插值算法保證與實時混合試驗中各模塊在時步上的一致性；

S2：利用功率譜密度函數(shù)獲得各數(shù)值控制點處的軌道不平順樣本并輸出；

S3：各個數(shù)值控制點處橋梁的位移響應(yīng)與對應(yīng)位置處的軌道不平順進行疊加；

S4：分疊加軌道不平順與不疊加軌道不平順兩種情況，分別對所有數(shù)值控制點處的位移響應(yīng)進行多點線性擬合，并計算得到各物理控制點的位移響應(yīng)并對應(yīng)生成振動試驗臺控制命令；

S5：根據(jù)各物理控制點的位移響應(yīng)復(fù)現(xiàn)軌道臺面對應(yīng)位置處的位移響應(yīng)，并和數(shù)值子結(jié)構(gòu)計算的對應(yīng)位置處的實際位移響應(yīng)做差值運算，確定誤差峰值；

S6：若誤差峰值沒有超過誤差限值，則將生成的振動試驗臺控制命令發(fā)送給振動試驗臺。

進一步地，所述步驟S1中各自由度的位移響應(yīng)包括豎向的平動位移、水平向的平動位移、俯仰方向的轉(zhuǎn)角位移、橫滾方向的轉(zhuǎn)角位移、偏擺方向的轉(zhuǎn)角位移。

進一步地，所述獲取當(dāng)前時步磁浮列車作用下各數(shù)值控制點處橋梁各自由度的位移響應(yīng)，包括：

基于列車長度、輪對位置、列車運行速度和積分時間步長、橋梁幾何尺寸和節(jié)點單元信息、響應(yīng)位移時程，計算得到當(dāng)前時步磁浮列車位置；

獲取當(dāng)前時步磁浮列車位置對應(yīng)的各數(shù)值控制點處橋梁各自由度的位移響應(yīng)。

進一步地，所述步驟S2中，各數(shù)值控制點處的軌道不平順樣本僅保留不平順波長在誤差允許范圍內(nèi)的樣本。

進一步地，所述功率譜密度函數(shù)由磁浮軌道實測動態(tài)檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征確定。

進一步地，所述步驟S4中，進行多點線性擬合的方法為最小二乘算法，將位移響應(yīng)以分段直線代替撓度曲線的方式轉(zhuǎn)換成振動試驗臺控制命令。