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机车车辆运动稳定性动态检测的时变阻尼比方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U270[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031, [2] 重庆交通大学机电与汽车工程学院,重庆400074
  • 相关基金: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); 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
中文摘要:

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。

英文摘要:

In order to dynamically detect vehicle motion stability during operation, as a new method of detecting vehicle motion stability, the time-varying damping ratio, is presented on the basis of the analysis of the dynamic response feature and the non-stationary characteristics of the response signals. The lateral vibration accelerations are decomposed by the IEMD(improved empirical mode decomposition) into a finite and often small number of IMF(intrinsic mode functions). The instantaneous frequency and the instantaneous amplitude of the intrinsic mode components are drawn through normalized Hilbert transform, respectively. The time-varying damping ratios under different intrinsic modes are computed by applying instantaneous amplitude and instantaneous frequency to judge the running stability of the vehicle. The zero or negative damping ratio indicates that the vehicle is unstable, the positive damping ratio shows that the vehicle keeps stable, the absolute value of the negative ratio means the severity of vehicle instability. Through the theoretical and experimental verification applying simulation and the measured signals, the results show the method can accurately and efficiently dynamically capture the time-varying characteristics of the system stability, with a powerful method for transit monitoring of vehicle running stability.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603