基于状态空间法的轨道不平顺与车体横向加速度关联模型

发布时间：2022-01-03 10:34

　　构建状态空间模型研究我国高速铁路实测轨道不平顺与高速综合检测列车车体横向加速度数据之间传递特性。首先采用谱分析方法分析长波轨向不平顺、水平不平顺等与车体横向加速度在空间频域上相干特性,根据相干分布规律分频段建立轨道不平顺与车体横向加速度之间的多输入单输出状态空间模型;再利用高速综合检测列车实测数据训练状态空间模型的结构参数辨识输入输出之间的传递关系;最后验证所建状态空间模型的残差符合零均值正态分布。利用训练得到的状态空间模型传递函数及实测轨道不平顺数据预测了车体横向加速度输出,并与相应实测车体横向加速度数据进行对比。验证结果表明,在合理的空间频段上搭建的状态空间模型,能够准确地辨识轨道不平顺与车体横向加速度之间的传递关系。 

【文章来源】：铁道学报. 2020,42(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

高速综合检测列车车体横向加速度功率谱及相干函数

由式(7)AIC准则公式计算值与状态空间低频车体横向加速度关联模型阶数n之间的曲线见图2,图2中当模型的阶数n选为6时,对应的模型AIC准则值最小。所以,在建立中高频横向加速度与轨道不平顺之间的状态空间关联模型时,选用的阶数n为6,所建模型的传递函数特性曲线见图3,幅频特性曲线变化平缓,相频特性曲线显示两者没有相位差。图3 状态空间法传递函数特性(低频模型)

图2 状态空间模型AIC与阶数关系图(低频)利用状态空间模型传递函数及实测曲率、超高数据预测的车体横向加速度与实测加速度的对比图见图4。图4中显示了直线及曲线线况条件两者波形吻合良好,其相关系数为0.98,直线部分的对比见图5。

【参考文献】：
期刊论文
[1]轨道高低不平顺敏感波长的分布特征及其影响因素的研究[J]. 徐金辉,王平,汪力,肖杰灵.  铁道学报. 2015(07)
[2]长波高低不平顺与车体垂向加速度关联模型研究[J]. 牛留斌,刘金朝,王卫东.  铁道学报. 2015(04)
[3]线路不平顺波长对提速列车横向舒适性影响[J]. 王开云,翟婉明,刘建新,封全保,蔡成标.  交通运输工程学报. 2007(01)



本文编号：3566121