单轮对多功能试验台是模拟动车组在不同工况下的动态响应的重要设备,液压激振伺服系统是其重要的组成部分,其控制方式将会直接影响实验测试结果的精度。为此,建立单轮对多功能试验台的液压激振伺服系统的数学模型,设计自适应模糊PID控制器,并利用AMESim/Simulink建立协同仿真模型,通过联合仿真接口模块,详细讨论外部负载和流量对系统系统控制效果特性的影响;最后,通过实验进行比对分析。结果表明:采用自适应模糊PID控制策略后,响应速度提升75%,超调量减少77%,系统的响应速度、跟随性和鲁棒性得到明显的提升;CRH2拖车的IAP最大,其大小达到18%,随着车体轮对质量的增加,输出曲线误差会随之增大;同时发现,输入流量的大小会对系统的启动瞬间产生较大的影响。

液压管道系统是跨座式单轨车辆滚动振动试验台的重要组成部分,在设计过程中需要对管道的振动特性进行重点分析。为此,基于单向和双向流固耦合的模态分析方法,采用k-ε的湍流模型,对比分析管道在不同分析方法下的固有频率和振型;在双向流固耦合基础上分析流体速度和压强对管道的影响。研究表明:单向流固耦合下管道的固有频率均大于双向流固耦合作用下管道的固有频率,相差率达2%~10%,相同阶次下的振型形态基本一致;流体压强对管道的固有频率的影响比流体速度大,在一定的压强范围内,管道的固有频率随着流体的压强增加而增加,流体的管道总变形量和等效应力随流体压强和支管流速增加而增加。

推导了液压激振伺服控制系统模型的传递函数表达式,在AMESim中建立了系统模型并进行线性化分析。将AMESim中通过雅可比矩阵运算得到的结果作为依据,在MATLAB中进行系统模型辨识,得出系统的一阶积分环节增益、伺服阀和液压缸的固有频率与阻尼比等参数;在Simulink软件中建立验证模型并进行验证。结果表明:系统模型辨识得到的关于伺服阀和液压缸的固有频率和阻尼比与AMESim仿真模型线性特征值对应;Simulink验证模型的输出曲线与AMESim仿真中的输出曲线基本吻合,表明该方法能满足液压激振伺服系统的模型辨识。