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基于ADAMS和Matlab的协同仿真及分析摘要: 应用多体动力学仿真软件ADAMS/Control和强大的控制系统仿真软件Matlab/Simulink进行机械系统和控制系统的协同仿真研究。
以雷达天线为实例，Matlab中输出的控制力矩为机械模型的输入参数，机械模型的天线仰角和电机转速为输出，形成一个闭环系统。
结果表明,利用ADAMS和Matlab进行机械系统和控制系统协同仿真，可以为机电产品的系统动态仿真分析提供有效手段。
关键词： ADAMS; Matlab; 协同仿真复杂产品的开发设计过程通常分为液压、机械、电子、控制等不同子系统，各子系统采用各自领域内的商用仿真软件进行单点仿真[1]。
但单点仿真并不能真实地反映整个系统之间的相互影响，而且当某个系统的参数有变动时，各子系统都要重新设计。
而虚拟样机技术的发展为复杂产品进行精确仿真提供了有效的支持。
虚拟样机技术是一种基于计算机仿真的产品数字化设计方法，涉及到多体运动学与动力学等技术，是在CAX(如CAD、CAE、CAM 等)/DFX(如DFA、DFM等)技术基础上的发展，进一步融合了信息技术、先进制造技术和先进仿真技术，并将这些技术应用于复杂产品的全生命周期[2]。
利用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估，可缩短开发周期，降低成本。
雷达天线是一种典型的机电一体化产品，利用虚拟样机技术对机械系统和控制系统协同仿真，在可视化的环境下观察控制系统和机械系统的相互影响，输出多种仿真结果。
本文基于ADAMS的强大的动力学仿真建模功能和Matlab/Simulink强大的控制仿真功能，利用ADAMS建立了雷达天线机械模型，并在Matlab/Simulink中设计了控制器，结合在ADAMS中建立雷达天线机械模型，最终建立了基于ADAMS和Matlab的协同仿真模型，通过协同仿真可保证雷达天线达到预定仰角位置，稳定系统。
1 机械系统的虚拟建模本文利用ADAMS/View对雷达天线进行建模。
一、ADAMS /Controls模块ADAMS /Controls是ADAMS其他模块如ADAMS/View,ADAMS/Car,ADAMS/solver等的插件模块，为建立的模型添加控制系统。
通过ADAMS/Controls 模块，可以将机械系统仿真分析工具同控制设计仿真软件MATLAB,EASY5，MATRIX等有机地连接起来，实现以下功能。
（1）将复杂的控制系统添加到机械系统模型中，然后对机电一体化进行联合分析。
（2）直接利用ADAMS程序创建控制系统分析中的机械系统仿真模型，而不需要使用数学公式建模。
（3）在ADAMS环境或控制应用程序环境获得机电联合仿真结果。
ADAMS /Controls控制系统可以有两种使用方式：●交互式：在ADAMS/Car， ADAMS /Chassis，ADAMS/Rail， ADAMS/View等模块中添加ADAMS /Controls，通过运动仿真查看控制系统和模型结构变化的效果。
●批处理式：为了获得更快的仿真结果，直接利用ADAMS /Solver这个强有力的分析工具运行ADAMS /Controls。
设计ADAMS/Controls控制系统主要分为4个步骤：1.建模：机械系统模型既可以在ADAMS /Controls下直接建立，也可以外部输入已经建好的模型。
模型要完整包括所需的所有几何条件、约束、力以及测量等。
2.确定输入输出：确定ADAMS 输入输出变量，可以在ADAMS和控制软件之间形成闭环回路。
3.建立控制模型：通过一些控制软件如Matlab、Easy5或者Matrix等建立控制系统模型，并将其与ADAMS机械系统连接起来。
4.仿真模型：使用交互式或批处理式进行仿真机械系统与控制系统连接在一起的模型。
二、MA TLAB/Simulink工具箱MA TLAB是MathWorks公司开发的软件，具有很多工具箱，其中Simulink工具箱，可以应用于对动态系统进行仿真和分析,他可以处理的系统包括：线性、非线性系统；离散、连续及混合系统；单任务、多任务离散事件系统。
（完整版）Matlab与adams联合仿真+仿真结果动画的保存与后处理Matlab与adams联合仿真实例本实例以matlab为外部控制程序，使用PID算法控制偏心杆的摆动，使偏心杆平衡到指定位置。
1.在adams/view中建立偏心杆模型图1 偏心杆模型1)新建模型如图所示，将Units设置为MMKS。
设置自己的Working Directory，这里设置为C:\adams\exercise。
点击OK按钮。
图2 新建模型对话框2)创建连杆设置连杆参数为Length=400,Width=20,Depth=20,创建如图所示的连杆。
图3 创建连杆3)创建转动幅在连杆质心MARKER点处创建转动幅，旋转副的参数设置为1Location和Normal To grid将连杆与大地相连。
图4 创建转动幅4)创建球体球体选项设置为Add to part，半径设置为20，单击连杆右侧Marker点，将球体添加到连杆上图5 创建球体5)创建单分量力矩单击Forces>Create a Torque(Single Component)AppliedForces，设置为Space Fixed，Normal to Grid，将Characteristic设置为Constant，勾选Torque并输入0，单击连杆，再点击连杆左侧的Marker点，在连杆上创建一个单分量力矩。
图6 创建单分量力矩2.模型参数设置1)创建状态变量图7 新建状态变量点击图上所示得按钮，弹出创建状态变量对话框，创建输入状态变量Torque，将Name 修改为.MODEL_1.Torque。
图8 新建输入状态变量Torque再分别创建状态变量Angel和Velocity（后面所设计控制系统为角度PID控制，反馈变量为Angel，Velocity为Angel对时间求导，不需要变量Velocity，这里设置Velocity是为了展示多个变量的创建）。
基于adams和matlab的一级倒立摆联合仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基于PRO/E,ADAMS和MATLAB/SIMULINK 的双回路PID控制一级倒立摆联合仿真目录一、倒立摆简介1、概述2、倒立摆分类3、倒立摆控制方法二、联合仿真流程三、基于PRO/E的一级倒立摆三维建模四、基于ADAMS的一级倒立摆模型设计五、ADAMS和MATLAB/SIMULINK的联合仿真六、一级倒立摆的双回路PID控制策略1、一级倒立摆的角度控制2、一级倒立摆的双闭环控制3、一级倒立摆摆杆长度参数对控制策略的影响七、问题总结参考文献一、倒立摆简介1、概述倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。
对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。
通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。
同时，其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。
倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自由连接（即无电动机或其他驱动设备）。
倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。
当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。
图1.1 一级倒立摆2、倒立摆分类（1）直线型倒立摆它是最常见倒立摆系统,也称车摆装置,根据目前的研究它又分为1，2，3，4级车摆,典型结构图如图11.2所示,图中以三级车摆为例,它是由可以沿直线导轨运动的小车以及一端固定于小车之上的匀质长杆组成的系统,小车可以通过转动装置由力矩电机、步进电机、直流电机或者交流伺服电机驱动,车的导轨一般有固定的行程,因而小车的运动范围都是受到限制的。
基于ADAMS与MATLAB的倒立摆联合仿真实验一、实验目的在传统的机电一体化研究设计过程中，机械工程师和控制工程师虽然在共同设计开发一个系统，但是他们各自都需要建立自己的模型，然后分别采用不同的分析软件，对机械系统和控制系统进行独立的设计、调试和试验，最后进行机械系统和控制系统各自的物理样机联合调试，如果发现问题又要回到各自的模型中分别修改，然后再联合调试，显然这种方式费时费力。
基于多领域的建模与联合仿真技术很好的解决了这个问题，为机械和控制系统进行联合分析提供了一种全新的设计方法。
机械工程师和控制工程师就可以享有同一个样机模型，进行设计、调试和试验，可以利用虚拟样机对机械系统和控制系统进行反复联合调试，直到获得满意的设计效果，然后进行物理样机的建造和调试。
ADAMS与MATLAB是机械系统仿真和控制系统仿真领域应用较为广泛的软件，其中ADAMS为用户提供了强大的建模、仿真环境，使用户能够对各种机械系统进行建模、仿真和分析，具有十分强大的运动学和动力学分析功能；而MATLAB具有强大的计算功能、极高的编程效率及模块化的建模方式，因此，把ADAMS与MATLAB联合起来仿真，可以充分将两者的优势相结合，将机械系统仿真分析同控制系统设计有机结合起来，实现机电一体化的联合分析。
本实验以倒立摆为例，进行ADAMS与MATLAB的联合仿真，对倒立摆的运动性能和运动规律进行分析。
二、实验方法软件环境：MD ADAMS R3，MATLAB R2009b建立倒立摆的动力学模型启动ADAMS/View模块弹出如图1所示对话框，建立小车及摆杆模型。
首先选择“Create a new model”选项，创建一个新的模型，将该文件保存在相应的文件夹下，本实验将结果保存在E:\daolibai_adams文件夹下，将文件名取为“daolibai_adams”，其余选项保持默认。
注意，在ADAMS中路径名和文件名最好采用英文字符，否则有可能在运行的过程中出现意想不到的错误。
基于ADAMS和MATLAB的动力学联合仿真
何亚银
【期刊名称】《现代机械》
【年(卷),期】2007(000)005
【摘要】针对ADAMS不能对机械系统实现复杂控制的状况,提出了将ADAMS与控制系统应用软件MATLAB结合起来对系统进行联合仿真的方法.通过实例,研究了它们之间的接口,为实现复杂的机电联合仿真奠定了基础.
【总页数】3页(P60-61,72)
【作者】何亚银
【作者单位】陕西理工学院,机械工程学院,陕西,汉中,723003
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于 Adams 与 Matlab 联合仿真的摆式列车动力学计算 [J], 周和超;梁寒冰
2.基于MATLAB和ADAMS发动机曲轴系统动力学仿真 [J], 武建新;李华强;庞茂盛
3.基于MATLAB与ADAMS的行星齿轮动力学仿真 [J], Cui Huijuan
4.机械手动力学的ADAMS与MATLAB联合仿真研究方法 [J], 谷鸣宇;秦荣荣;杨达意
5.基于MATLAB与ADAMS的Delta机器人运动学和动力学仿真分析 [J], 王林军;陈艳娟;张东;罗彬;吕耀平;邓煜
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基于AＤAMＳ与MAＴLAB联合仿真的倒立摆设计摘要:倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。
倒立摆的控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。
本文先分别用MATLAB和AＤAＭS两种软件对倒立摆系统进行建模仿真,然后将两者联合仿真，采用ＰID控制，用三种方法实现了对倒立摆系统的的控制。
仿真结果互相对比、补充，充分展现了各种仿真方法的特点,并直观的论证出利用两种软件进行联合仿真的优点和意义。
关键词:AＤＡMS;ＭＡＴＬAB；倒立摆;联合仿真Design oｆｉnverted penduｌum baｓeｄon ｔhe co-siｍuｌatiｏnｏf AＤAMＳand MAＴLＡBＡbｓtｒaｃt：Ｔｈe ｃoｎtrｏｌof invｅrｔeｄpｅｎｄulｕｍsystem ｉs a nonlinear,complex，unsｔable,ｓystｅm，Ｉt’sａｎiｄｅal experimenｔal plat ｆｏrm of cｏntrｏl theoｒｙteaｃｈiｎg ａnd cａrｒyｉｎｇout oｆvarｉous ｃonｔrol ｅxpｅrｉmentｓ. Ｃontrol methoｄｓoｆinｖerted pendｕlum aｒe ｗｉdelｙused inｍiliｔａry, ａerospacｅ, roboｔics and generａl iｎｄuｓｔriａl fields, ｓuch as robot baｌaｎce control in rocｋet lａuｎcｈ，theｖｅrtｉcalｉｔy contｒol aｎd sａteｌlite flight attituｄeｃontroｌ．This paper fiｒｓt ｒespeｃti ｖeｌy by MATLAB and ADAＭS for moｄeｌing and Simulaｔｉon oｆｔhe i ｎverteｄｐｅnｄulum system, aｎdｔhen coｍbｉning tｈe ｔｗｏｆｏr co-ｓiｍｕlatｉon.Ｗｉtｈｔhe ＰID ｃontrｏｌ, the control oｆinverteｄpｅndulum ｓｙstem areｒealｉzeｄｂy threｅｍethｏdｓ. The simulａtioｎｒesu ｌts contraｓt aｎdｃomplｅment each ｏthｅr,fｕlｌy dｅmonstrａted the ｃh ａraｃteｒistics of vａrious ｓimulaｔｉon methodｓ, ａnd intuｉtｉve proveｓthe ａdvａntages andｓignificaｎcｅofｃｏmbinｅd ｓimulatiｏn usｉｎg thｉs twoｋinds oｆｓoftwａｒｅ．Key woｒds: AＤAＭＳ,MAＴLＡB,iｎverｔed peｎｄｕlum, ｃo－simulａtiｏnﻬ目录第1章绪论1ﻩ1.1 课题研究背景与意义1ﻩ1.２国内外发展现状1ﻩ1.３本论文主要内容.................................................................................................. ２ﻩ2.１建模方法的选择3ﻩ2．2 倒立摆系统模型3ﻩ2.3 控制方法的选择6ﻩ2.4PIＤ算法简介.................................................................................................... ６本章小结ﻩ错误!未定义书签。
Adams/car与Matlab的联合仿真一、状态变量的建立1、在建模器界面通过菜单栏Build→System Elements→Sate Varible→New建立输入状态变量和输出状态变量。
其中输入变量F（time）定义框中设为零，其值从matlab中输入。
输出变量通过定义框右侧方块定义，如下图所示。
2、点击定义框右侧方块后出现Function builder对话框，如下图所示。
可通过下拉菜单选择位移、速度、加速度等根据需要定义输出变量。
3、在打开的模板中根据需要建立合适的作动器，通过Function将建立的作动器与输入状态变量建立联系。
二、Adams整车模型的输出1、将建立状态变量的模版生成子系统，再使用生成的子系统组成成整车装配。
2、在标准界面通过菜单栏Tools→Plugin Manager选中control模块，点击OK，如下图所示，将其加入到标准界面。
3、通过菜单栏Controls→Plant Export进入模型输出对话框。
假设输出模型命名为car_1。
在Input Signal(s)框中右键单击，通过Browse选择输入变量。
在Output Signal（s）框中右键单击，通过Browse选择输出变量（所选择的状态变量在前面步骤中已建好）。
Target Software选择MATLAB，点击OK。
生成的m文件存放到Adams的工作目录当中。
三、仿真激励的输出1、标准界面，通过菜单栏Simulate或Ride选择仿真项目。
以单移线为例，进入Single Lane Change对话框根据需求进行设置，其中Mode of Simulation选择files_only。
假设仿真取名为lane_change。
生成的仿真文件存放在Adams的工作目录当中，生成的文件前缀为lane_change_sin。
四、联合仿真的实现1、打开Matlab设置为与Adams相同的工作目录。
用Matlab打开生成的car_1.m，将ADAMS_prefix = 'car_1_sin'修改为ADAMS_prefix = 'lane_change_sin',将ADAMS_init = 'file/command=car _1_sin_controls.acf'修改为ADAMS_init = 'file/command=lane_change_sin_controls.acf'，保存。
文章编号:1008-7842(2010)02-0033-04基于Adams 与Matlab 联合仿真的摆式列车动力学计算周和超,梁寒冰(同济大学 铁道与城市轨道交通研究院,上海200092)摘 要 为了研究摆式列车动力学性能,建立了摆式列车机电耦合动力学模型,并运用Adams 与M atlab/Simulink 联合仿真的技术进行数值计算,研究了多种工况下摆式列车的动力学性能,通过与普通车辆之间的对比表明,摆式列车具有在较小影响其动力学性能的前提下明显改善旅客乘坐舒适度,并提高列车曲线通过速度。
关键词 摆式客车;机电耦合动力学;Adams;M atlab 中图分类号:U 271.1+1 文献标志码:A摆式列车可以在不降低旅客乘坐舒适度的情况下以较高的速度通过曲线,这是既有线提速、增加铁路客运能力、提高铁路与其他交通工具竞争能力的一种有效办法。
国外摆式列车的发展现已经进入成熟的运营阶段,我国的摆式列车研究工作也取得了不少的成果[1 3]。
对于摆式列车这样的大型机电移动设备系统,从启动研发到最终产品定型,运用现有的先进计算技术和理论进行仿真模拟是主要的研究手段之一。
Adam s 软件建立的虚拟模型能很好地反映实际的物理模型,其仿真结果也能很好地与实际物理模型的结果相吻合[4]。
但是对于控制系统设计,Adams 软件提供的控制工具箱只能处理一般的控制环节(比如PID 控制),而M atlab/Sim ulink 是大型控制系统设计软件,能够运行各种高级控制环节,如果将两者结合起来,充分发挥它们各自的优势,这将给那些复杂系统的研究提供一种新的途径。
1 摆式列车机电耦合动力学模型运用多体动力学软件建立了摆式列车纵 横 垂向机电耦合动力学模型,考虑了列车系统中存在的轮轨几何接触关系非线性、轮轨蠕滑力非线性、车辆二系悬挂非线性等特点。
整车动力学模型如图1所示,车体通过二系悬挂与摆枕连接,一对八字形吊杆(如图中AC,BD)将摆枕吊挂在构架上,机电作动器EF 推动摆枕,使其带动车体一起倾摆运动。
以摆枕和构架为例,其动力学运动方程为:摆枕侧滚:I b x b =-(F 1y -F 2y )l 1+(F 1x -F 2x )h 1+(F s y l +F s y r )h 2+(-F s z l +F s z r )l 2-F a l 3sin -F a h 3co s +M x构架横移:M t Y t =F p y l1+F p y l2+F p y r1+F p y r2-F a cos -M t g t +F 2y -F 1y构架沉浮:M t Z t =-F p z l1-F p z l2-F p z r1-F p z r2+M t g +F 1z +F 2z +F a sin构架侧滚:I t t =-(F p y l1+F p y l2+F p y r1+F p y r 2)h 4+(F p z l1+F p z l2-F p z r1-F p z r2)l 4+(F 1y -F 2y )h 5+(-F 1z+F 2z )l 5+F a h 6co s -F a l 6sin式中M,I 分别代表质量、惯性矩;y,z , 代表横向、垂向位移及侧滚角。
下标:i =1~2(1为导向轮对,2为后随轮对);p,s 代表一系、二系;w,t,b 代表轮对、构架及摆枕;r,l 代表左右;h 1,h 2,h 3分别为吊杆下铰点(C,D)、二系悬挂以及作动器上铰点(F)到摆枕质心的垂直距离;h 4,h 5,h 6分别为一系悬挂、吊杆上铰点(A,B)以及作动器下铰点(e)到构架质心的垂直距离;l 1为吊杆下铰点C,D 间距离之半;l 2,l 3分别为二系悬挂和作动器上铰点(F )到摆枕质心的横向距离;l 4,l 5,l 6分别为一系悬挂、吊杆上铰点(A,B)以及作动器下铰点(E )到构架质心的横向距离;M x 为抗侧滚力矩;F 1,2为左右吊杆作用力;F s 为二系悬挂作用力;F a 为作动器作用力。
至于车辆其他部件的动力学方程可参考文献[5],这里不用赘述。
图1 整车动力学模型周和超(1985 )男,湖北武汉人,硕士生(修回日期:2009-11-25)第30卷第2期2010年4月铁道机车车辆RA ILW A Y L OCO M OT IV E &CARVo l.30 N o.2A pr. 20102 Adams 与Simulink 联合仿真技术在摆式列车上的应用Adams 与Simulink 联合仿真要经过以下的几个步骤[6]:(1)在Adams 与Sim ulink 软件中分别建立虚拟模型以及控制系统对于简单的模型可以利用Adam s 软件直接建模,对于复杂的模型可以借助一些CAD 软件(如UG 、CA TIA 、PRO/E 等)建模,然后将最终的模型导入到Adams 环境中,最后给这个模型施加约束和作用力,建立的摆式列车模型如图2。
图2 摆式列车动力学模型(2)定义Adams 的输入和输出,并完成软件间的接口设置Adams 的输入输出是与Simulink 设计的控制系统进行数据传递的接口,如图3所示。
Adam s 的输入就相当于控制系统的输出,Adams 的输出为控制系统的输入,从而形成一个闭环系统。
图3 摆式列车闭环控制系统(3)仿真计算对整个闭环系统进行仿真计算,根据结果进行参数优化处理,直至获得较满意的计算结果。
3 摆式列车动力学性能仿真研究3.1 车辆蛇行运动稳定性计算由于是非线性系统,采用数值仿真方法,在不同速度下,对车辆系统施加初始激励后让其在理想线路上运行,观察车辆各部件特别是转向架各轮对的自由运动情况。
程序中通过极限环来判定非线性车辆系统的蛇行稳定性。
这种方法的基本原理是当车辆系统受到一个初始激扰后,观察该系统各刚体的振动情况,用相平面来分析各刚体极限环的收敛和发散。
如收敛,则车辆是稳定的;如发散,则车辆处于失稳状态;如极限环不收敛,也不发散,处于一种临界状态,此时车辆的运行速度图4 摆式列车和客车临界速度模拟计算结果称为车辆的蛇行运动临界速度v cr 。
从图4中可以看出,在运行速度为279km /h,具有相同参数的普通客车轮对的横向运动是较快收敛的;在运行速度为280km/h 时,轮对的横向运动出现发散。
34 铁道机车车辆 第30卷因此可以认为在空车状态下,普通客车的临界速度在279km/h 左右。
同理可以看出摆式列车的临界速度略高于普通客车,达到294km /h 左右。
3.2 车辆曲线通过性能计算曲线通过性能主要包括安全性、磨耗和平稳性等指标。
具体地有转向架各轮对的横向位移、冲角、横向作用力、脱轨系数、轮重减载率、磨耗功和曲线上运行平稳性等。
选取以下工况进行仿真计算,并通过摆式列车和具有相同参数的普通列车之间的对比来对摆式列车的曲线通过性能进行深入的研究。
图5 摆式列车横向力图6普通列车横向力图7摆式列车横向位移图8普通列车横向位移图9摆式列车冲角图10 普通列车冲角图11 摆式列车脱轨系数35 第2期 基于Adams 与M at lab 联合仿真的摆式列车动力学计算图12 普通列车脱轨系数仿真线路:理想光滑曲线,曲线半径R=1500m,外轨超高h=30mm,初始直线L t=45m,缓和曲线长度L s=90m,圆曲线长度L c=180m,缓和曲线长度L s =90m,直线L t=45m,曲线全长为450m。
曲线通过速度v=160km/h。
对照图5~图14以及表1可知,摆式列车通过曲线时,其动力学性能与普通列车相比差别不大。
轮对横向力、横向位移、冲角以及脱轨系数有些车辆略大于普通车辆。
其中轮对横向力和横向位移的最大值分别由19.23kN、5.0mm增加到21.25kN、5.3mm,分别提图13 摆式列车未平衡加速度图14 普通列车未平衡加速度表1 曲线通过动力学性能比较项目摆式列车普通列车12341234轮对横向力最大值/kN 5.23 3.4021.2520.54 3.88 3.6719.2318.63轮对横向位移最大值/m m 4.7 4.3 5.3 4.7 4.9 4.5 5.0 4.7冲角最大值/(!)0.040.030.110.110.010.010.100.10脱轨系数最大值0.070.050.270.250.060.060.260.25车体未平衡加速度最大值/(m∀s-2) 1.7280.556高了10.5%和6%。
但由于摆式列车通过曲线时,机电作动器根据控制算法推动摆枕并带动车体一起倾摆,从而使车体未平衡加速度由 1.728m/s2下降到0.556m/s2,降幅达67.8%,达到改善乘坐舒适度并提高曲线通过速度的目的。
因此,摆式列车是在较小影响其动力学性能的前提下,明显改善旅客乘坐舒适度并能提高列车曲线通过速度。
5 结束语本文利用Adams和M atlab/Simulink联合仿真技术对摆式列车机电耦合系统进行了动力学仿真分析,这也为那些高度复杂同时还需要进行控制设计的机械系统提供了一条新的研究途径。
另外,根据此次的仿真分析可以看出摆式列车具有在较小影响其动力学性能的前提下,明显改善旅客乘坐舒适度并提高列车曲线通过速度的优势,具有很高的应用价值。
参考文献[1] 罗 仁,曾 京.摆式列车主动倾摆控制的数值仿真研究[J].铁道学报,2006,28(5):28 34.[2] P ratt I.,Go odall R..Contr olling t he r ide quality o f thecentr al por tion of a high speed r ailway vehicle.A mericanContro l Conference,V ol.1719 1723.[3] A nderson E,Bahr H V and N ilstam N G.A llow ing hig her speeds o n existing tracks desig n consider ation of theX2000tra in fo r Sw edish State R ailway s[J].P ro ceedingsof the Institution of M echanical Engineers(Part F,Journal of Rail and R apid T r ansit),1995,209(F2):93 104. [4] 王成国.M SC.AD AM S/Rail基础教程[M].北京:科学出版社,2005.[5] 王涛,张会明.基于A DA M S和M AT LA B的联合控制系统的仿真[J].机械工程与自动化,2005,44(3):79 81. [6] 翟婉明.车辆 轨道耦合动力学(第2版)[M].北京:中国铁道出版社,2002.36铁道机车车辆 第30卷Numerical Simulation of Tilting Train Based onAdams and Matlab SoftwareZH OU H e chao ,L I A N G H an bing(Railwa y &U rban M ass T r ansit Resear ch Institute,T ongji U niv ersity ,Shang hai 200092,China)Abstract:In or der t o study the dynamic per formance,the mechanical electrical co upled dynamic model of the tilting t rain is established based on adams and M at lab/Simulink softw are.T he dynamic per for mance o f the tilting train in differ ent condit ions is studied by the nu mer ical method.Co mpar ing w ith the co mmon tr ains,it can be know n fr om the numer ical r esult s that tilting tr ain has a g reat advantage of better r ide co mfort and higher curv e passing speed w ith only little effect o n its dynamic perfo rmance.Key words:t ilt ing tr ain;mechanical electr ical coupled dy namic;A dams;M at lab(上接第18页)3D Simulation and Analysis on Damper Valve of Train DamperDI NG Wen si,W U H ui y an,WA N G J iao j iao(Schoo l o f M echanical and A uto motiv e Eng ineering ,South China U niv ersity of T echno lo gy ,G uangzhou 510641Guang do ng ,China)Abstract:Spring damper valve is a critical component when train damper works.In this paper,3D model of spring damper valve is built accord ing to practical structure and parameters of oil damper by using Pro/E so ftware.Ansys ICEM is used to generate mesh o f the model.N umer ical simulation and visual analysis of the flow field in spring damper valve are o btained by using CFX software when oil damper moves at different ve locity.T he study has offered the significant reference for designing oil damper and optimizing the performance.Key words:t rain damper ;spring damper v alve;A nsys ICEM ;CF X(上接第29页)数据的历史对比,能更清晰的发现某个转向架是否出现振动异常情况,是否具有性能变差趋势,有效诊断监测转向架潜在的或已经发生的故障,帮助指导车辆检修维护工作,对保障提速旅客列车的行车安全具有积极意义。
