机车车辆运动稳定性动态检测的时变阻尼比方法

来源：机械工程学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：丁建明, 林建辉, 赵洁, 尹燕利

单位：西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031； 重庆交通大学机电与汽车工程学院 重庆 400074

摘要：为了研究在途检测车辆运行的动态稳定性问题，在分析机车车辆动力学响应特点的基础上，基于响应信号的非平稳特征提出一种动态检测车辆运动稳定性的时变阻尼比的新方法。该方法的核心是对横向振动加速进行改进经验模式分解，得到信号的基本模式分量。分别对信号的基本模式分量进行归一化希尔伯特变换得到模式分量对应的瞬时频率和瞬时幅值，应用瞬时幅值和瞬时频率计算该模式下信号的时变阻尼比。由时变阻尼比的正负来判断车辆的运行稳定性，正的时变阻尼比表明车辆运行稳定，零或负时频阻尼比表明车辆运行失稳，负的时频阻尼比的绝对值大小表明了车辆失稳的严重程度。通过仿真算例和线路实测信号对该方法进行理论和试验验证，结果表明该方法能够从响应信号中准确、有效地捕捉系统稳定性的动态时变特征，为机车车辆运动稳定性的在途监测提供有效方法。

关键词：动态检测,改进经验模式分解,机车车辆,时变阻尼比,瞬时幅值,瞬时频率,运动稳定性；

基金资助：国家自然科学基金(61134002，51305358)、国家高技术研究发展计划(836计划，2011AA110501)和精密测试技术及仪器国家重点实验室开放课题(PIL1303)资助项目