CN110949417B - 一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法、装置及*** - Google Patents

一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法，包括实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率；判断均方根值与预设阈值的关系；当均方根值大于预设阈值时，根据最大振动频率、车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，悬挂设备为悬挂参数可调型设备。本申请通过合理利用车下设备，使车下设备和悬挂设备作为车体振动的动力吸振***，当车体产生振动时，车下设备及悬挂设备可以吸收车体的部分振动能量，达到减小车体振动的目的，提升乘客的乘坐舒适度。此外，本申请还提供一种具有上述优点的控制装置及***。

Description

一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法、装置及***
技术领域
本申请涉及轨道交通车辆领域，特别是涉及一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法、装置及***。
背景技术
轨道交通车辆运行时，轨道不平顺产生的轮轨振动会传递至车体，影响车内乘客乘坐舒适度。另一方面，悬挂在轨道交通车辆车体边梁上的大型车下设备(如变压器、变流器)自身产生的振动同样会传递至车体，进一步影响车内乘客的乘坐舒适度。
目前，在车下设备与车体之间设置橡胶垫片，使车下设备以弹性悬挂的方式直接悬挂在车体边梁上，借助橡胶垫片的弹性来尽量减少车下设备的振动传递至车体，从而减小车体振动，增加乘客乘坐的舒适度。但是，这种方式只能是尽量减小车下设备振动对车体振动的影响，还会加剧车体的振动，并不能缓解车体振动。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法、装置及***，以缓解轨道车辆车体的振动，提升乘客的乘坐舒适度。
为解决上述技术问题，本申请提供一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法，包括：
实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率；
判断所述均方根值与预设阈值的关系；
当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
可选的，其特征在于，所述实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率包括：
实时获取所述车体的加速度；
对所述加速度进行傅里叶变换得到所述均方根值和所述最大振动频率。
可选的，所述加速度包括横向加速度和纵向加速度；
相应的，所述最大振动频率包括横向最大振动频率和纵向最大振动频率；所述悬挂参数包括横向悬挂参数和纵向悬挂参数。
可选的，在所述根据所述最大振动频率和振动方程确定悬挂设备的悬挂参数之后，还包括：
发送所述悬挂参数至所述悬挂设备，以便所述悬挂设备调节当前悬挂参数为所述悬挂参数。
本申请还提供一种轨道车辆车下设备悬挂控制装置，包括：
获取模块，用于实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率；
判断模块，用于判断所述均方根值与预设阈值的关系；
确定模块，用于当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
可选的，还包括：
发送模块，用于发送所述悬挂参数至所述悬挂设备，以便所述悬挂设备调节当前悬挂参数为所述悬挂参数。
本申请还提供一种轨道车辆车下设备悬挂控制***，包括：
车下设备；
加速度传感器，用于获取车体的加速度；
用于连接所述车体和所述车下设备的悬挂设备，且所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备；
控制器，用于实现上述任一种所述轨道车辆车下设备悬挂控制方法的步骤。
可选的，所述悬挂设备包括弹簧和阻尼器。
可选的，所述弹簧为机械式弹簧或者电磁式弹簧。
可选的，所述阻尼器为变孔径式阻尼器、磁变流体式阻尼器、电磁式阻尼器。
本申请所提供的轨道车辆车下设备悬挂控制方法，包括实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率；判断所述均方根值与预设阈值的关系；当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
可见，本申请中的车下设备悬挂控制方法通过实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率，进而判断均方根值与预设阈值的关系，当均方根值大于预设阈值时，根据最大振动频率和振动方程确定悬挂设备的悬挂参数，利用该悬挂参数悬挂车下设备，本申请通过合理利用车下设备，使车下设备和悬挂设备作为车体振动的动力吸振***，当车体产生振动时，车下设备及悬挂设备可以吸收车体的部分振动能量，达到减小车体振动的目的，提升乘客的乘坐舒适度。此外，本申请还提供一种具有上述优点的控制装置及***。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法的流程图；
图2为车体加速度的具体获取过程流程图；
图3为本申请实施例所提供的另一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法的流程图；
图4为本申请实施例所提供的一种轨道车辆车下设备悬挂控制装置的结构框图；
图5和图6为本申请实施例所提供的一种轨道车辆车下设备悬挂控制***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
正如背景技术部分所述，目前为了减小车体振动，在在车下设备与车体之间设置橡胶垫片，借助橡胶垫片的弹性来尽量减少车下设备的振动传递至车体，但是，这种方式只能是尽量减小车下设备振动对车体振动的影响，还会加剧车体的振动，并不能缓解车体振动。
有鉴于此，本申请提供一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法的流程图，该方法包括：
步骤S101：实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率。
具体的，均方根值和最大振动频率的获得过程请参见图2，该过程具体包括：
步骤S1011：实时获取所述车体的加速度。
步骤S1012：对所述加速度进行傅里叶变换得到所述均方根值和所述最大振动频率。
需要说明的是，具体的傅里叶变换过程已为本领域技术人员所熟知，此处不再详细阐述。
步骤S102：判断所述均方根值与预设阈值的关系。
需要说明的是，本实施例中对预设阈值不做具体限定，可自行设置。
步骤S103：当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
具体的，悬挂参数包括悬挂刚度值和悬挂阻尼系数。
振动的均方根值直接反映车体振动的能量大小，均方根值大于预设阈值时，表明车体振动较大，车体振动需要进行缓解。
进一步地，当均方根值小于等于预设阈值时，返回步骤S101。
具体的，振动方程为：
Figure BDA0002334362680000051
式中，m1为车体重量，m2为车下设备重量，c1为转向架等效阻尼，c2为车下设备悬挂阻尼系数，k1为转向架等效刚度，k2为车下设备悬挂刚度值，x1为车***移，x2为车下设备位移，
Figure BDA0002334362680000052
为车体的速度，
Figure BDA0002334362680000053
为车体的加速度，
Figure BDA0002334362680000054
为车下设备的速度，F(t)为轮轨对车体的支撑力。
根据公式(1)可以得到车下设备的最大振动频率与车体振动的最大频率比为：
Figure BDA0002334362680000055
其中，μ为车下设备与车体的重量比，
Figure BDA0002334362680000056
f1为车体最大振动频率，f2为车下设备最大振动频率。
进而根据公式(2)可得车下设备最大振动频率为：
Figure BDA0002334362680000057
进一步地，根据公式(1)至(3)可得车下设备的悬挂刚度值为：
k2＝m2f2 2 (4)
车下设备的悬挂阻尼系数为：
Figure BDA0002334362680000061
优选地，在本申请的一个实施例中，所述加速度包括横向加速度和纵向加速度；相应的，所述最大振动频率包括横向最大振动频率和纵向最大振动频率；所述悬挂参数包括横向悬挂参数和纵向悬挂参数。
可以理解的是，在计算横向悬挂参数的横向悬挂刚度值、横向悬挂阻尼系数时，将公式(1)中的c1、c2、k1、k2均采用横向参数，f1采用横向最大振动频率，则公式(4)和(5)得到的悬挂刚度值和悬挂阻尼系数即为横向悬挂刚度值、横向悬挂阻尼系数；在计算纵向悬挂参数纵向悬挂刚度值、纵向悬挂阻尼系数时，同理横向悬挂参数的计算，此处不再详细赘述。
本实施例中的车下设备悬挂控制方法通过实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率，进而判断均方根值与预设阈值的关系，当均方根值大于预设阈值时，根据最大振动频率和振动方程确定悬挂设备的悬挂参数，利用该悬挂参数悬挂车下设备，本申请通过合理利用车下设备，使车下设备和悬挂设备作为车体振动的动力吸振***，当车体产生振动时，车下设备及悬挂设备可以吸收车体的部分振动能量，达到减小车体振动的目的，提升乘客的乘坐舒适度。
请参考图3，图3为本申请实施例所提供的另一种一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法的流程图，该方法包括：
步骤S201：实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率。
步骤S202：判断所述均方根值与预设阈值的关系。
步骤S203：当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
步骤S204：发送所述悬挂参数至所述悬挂设备，以便所述悬挂设备调节当前悬挂参数为所述悬挂参数。
需要说明的是，本实施例中对发送悬挂参数的形式不做具体限定，视情况而定。例如，可以通过有线方式或者无线方式进行发送。进一步地，对于有线方式，本实施例不对相应的通信协议进行限定，用户根据实际需求进行选择；对于无线方式可以利用蓝牙、wifi等方式。
下面对本申请实施例提供的轨道车辆车下设备悬挂控制装置进行介绍，下文描述的轨道车辆车下设备悬挂控制装置与上文描述的轨道车辆车下设备悬挂控制方法可相互对应参照。
图4为本申请实施例提供的轨道车辆车下设备悬挂控制装置的结构框图，该装置可以包括：
获取模块100，用于实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率；
判断模块200，用于判断所述均方根值与预设阈值的关系；
确定模块300，用于当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
本实施例的轨道车辆车下设备悬挂控制装置用于实现前述的轨道车辆车下设备悬挂控制方法，因此轨道车辆车下设备悬挂控制装置中的具体实施方式可见前文中的轨道车辆车下设备悬挂控制方法的实施例部分，例如，获取模块100，判断模块200，确定模块300，分别用于实现上述轨道车辆车下设备悬挂控制方法中步骤S101，S102，S103，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本实施例中的车下设备悬挂控制装置通过实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率，进而判断均方根值与预设阈值的关系，当均方根值大于预设阈值时，根据最大振动频率和振动方程确定悬挂设备的悬挂参数，利用该悬挂参数悬挂车下设备，本申请通过合理利用车下设备，使车下设备和悬挂设备作为车体振动的动力吸振***，当车体产生振动时，车下设备及悬挂设备可以吸收车体的部分振动能量，达到减小车体振动的目的，提升乘客的乘坐舒适度。
具体的，获取模块100包括：
获取单元，用于实时获取所述车体的加速度；
确定单元，用于对所述加速度进行傅里叶变换得到所述均方根值和所述最大振动频率。
可选的，在本申请的一个实施例中，获取单元具体用于实时获取所述车体的横向加速度和纵向加速度；
相应的，确定单元具体用于分别对横向加速度和纵向加速度进行傅里叶变换，分别得到与横向加速度对应的横向均方根值和横向最大振动频率，以及与纵向加速度对应的纵向均方根值和纵向最大振动频率；
相应的，所述确定模块300具体用于当横向均方根值大于预设阈值时，根据横向最大振动频率、车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂车下设备的悬挂设备的横向悬挂参数；以及当纵向均方根值大于预设阈值时，根据纵向最大振动频率、车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂车下设备的悬挂设备的纵向悬挂参数。
优选地，轨道车辆车下设备悬挂控制装置，还包括：
发送模块，用于发送所述悬挂参数至所述悬挂设备，以便所述悬挂设备调节当前悬挂参数为所述悬挂参数。
下面对本申请实施例提供的轨道车辆车下设备悬挂控制***进行介绍，下文描述的轨道车辆车下设备悬挂控制***与上文描述的轨道车辆车下设备悬挂控制方法可相互对应参照。
请参考图5和图6，图5和图6为本申请实施例所提供的一种轨道车辆车下设备悬挂控制***的结构示意图，该***包括：
车下设备1；
加速度传感器2，用于获取车体的加速度；
用于连接所述车体和所述车下设备的悬挂设备3，且所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备；
控制器4，用于实现上述任一实施例中所述轨道车辆车下设备悬挂控制方法的步骤。
具体的，所述悬挂设备3包括弹簧和阻尼器。
需要指出的是，本实施例中对弹簧的种类不做具体限定，视情况而定。例如，所述弹簧为机械式弹簧或者电磁式弹簧等。
进一步地，本实施例中对阻尼器的种类也不做具体限定，视情况而定。例如，所述阻尼器为变孔径式阻尼器、磁变流体式阻尼器、电磁式阻尼器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的轨道车辆车下设备悬挂控制方法、装置及***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆车下设备悬挂控制方法，其特征在于，包括：
实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率；
判断所述均方根值与预设阈值的关系；
当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
2.如权利要求1所述的轨道车辆车下设备悬挂控制方法，其特征在于，所述实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率包括：
实时获取所述车体的加速度；
对所述加速度进行傅里叶变换得到所述均方根值和所述最大振动频率。
3.如权利要求2所述的轨道车辆车下设备悬挂控制方法，其特征在于，所述加速度包括横向加速度和纵向加速度；
相应的，所述最大振动频率包括横向最大振动频率和纵向最大振动频率；所述悬挂参数包括横向悬挂参数和纵向悬挂参数。
4.如权利要求3所述的轨道车辆车下设备悬挂控制方法，其特征在于，在所述根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数之后，还包括：
发送所述悬挂参数至所述悬挂设备，以便所述悬挂设备调节当前悬挂参数为所述悬挂参数。
5.一种轨道车辆车下设备悬挂控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于实时获取车体振动的均方根值和最大振动频率；
判断模块，用于判断所述均方根值与预设阈值的关系；
确定模块，用于当所述均方根值大于所述预设阈值时，根据所述最大振动频率、所述车体的质量、车下设备的质量确定用于悬挂所述车下设备的悬挂设备的悬挂参数，其中，所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备。
6.如权利要求5所述的轨道车辆车下设备悬挂控制装置，其特征在于，还包括：
发送模块，用于发送所述悬挂参数至所述悬挂设备，以便所述悬挂设备调节当前悬挂参数为所述悬挂参数。
7.一种轨道车辆车下设备悬挂控制***，其特征在于，包括：
车下设备；
加速度传感器，用于获取车体的加速度；
用于连接所述车体和所述车下设备的悬挂设备，且所述悬挂设备为悬挂参数可调型设备；
控制器，用于实现如权利要求1至4任一项所述轨道车辆车下设备悬挂控制方法的步骤。
8.如权利要求7所述的轨道车辆车下设备悬挂控制***，其特征在于，所述悬挂设备包括弹簧和阻尼器。
9.如权利要求8所述的轨道车辆车下设备悬挂控制***，其特征在于，所述弹簧为机械式弹簧或者电磁式弹簧。
10.如权利要求9所述的轨道车辆车下设备悬挂控制***，其特征在于，所述阻尼器为变孔径式阻尼器、磁变流体式阻尼器、电磁式阻尼器。
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