基于预先补偿和全状态反馈控制的车-轨耦合振动抑制

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2023年第3期北京时间：

作者：梁仕，王志强，李晓龙，龙志强

单位：1.国防科技大学 智能科学学院，湖南 长沙 410073;2.国防科技大学 电磁悬浮与推进技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073

摘要：以高速磁浮列车为研究对象，探讨了弹性轨道下的车-轨耦合振动问题。建立了能反映实际问题的车-轨耦合最小悬浮单元模型，并进行了开环系统稳定性和耦合振动机理分析。以弥补比例-积分-微分（PID）控制器有效信息利用不足为出发点，设计了基于预先补偿的全状态反馈控制器。通过仿真分析了反馈增益矩阵对系统跟踪性能和振动抑制能力的影响，提出了适当降低对悬浮间隙的要求换取振动抑制能力提升的思路。进一步分析了反馈系数对悬浮系统性能的影响规律，基于此得到了优化的预先补偿和全状态反馈控制框架。最后，通过实验验证了基于预先补偿的全状态反馈控制对抑制车-轨弹性耦合振动的有效性。

关键词：高速磁浮列车,车-轨耦合振动,预先补偿：全状态反馈,振动抑制

基金资助：国家自然科学基金（52232013）；湖南省自然科学基金（2022JJ40560）