摘要：铁道提速和行驶的高速度是目前中国铁道要发展的主要方向，随着运行速度的提高，车辆垂向力的影响显得加剧，从而影响列车的稳定性，乘坐的舒适性和运行的安全性等。本文先进行了收集文献资料，综合学习和了解了车辆动力学方面的知识，重点关注车体垂向模型参数对车体垂向振动加速度的影响。对车辆垂向参数有了一定了解后，设计适用于动力学垂向模型参数优化的方案。通过运用matlab软件，进行编程、建立车辆动力学垂向模型，然后仿真，计算车体的垂向加速度并根据结果计算车体加速度的均方根值，根据均方根值的大小来确定哪些值使得运行的结果比较好。整个核心内容是对车辆系统垂向刚度和阻尼4参数的优化，对结果比较分析，得出在规定条件下，各参数在可行域内的相对最优解。

关键词：轨道车辆；垂向动力学方程；垂向系统参数优化；matlab仿真

Optimization analysis of Suspension Parameters of Vehicle Vertical Model

Abstract：The increase of railway speed and the high speed of running are the main directions of railway development in China at present. With the increase of running speed, the influence of the vertical force on the vehicle appears to be aggravated, which affects the stability of the train, the comfort of the ride and the safety of the operation, and so on. In this paper, firstly, the literature is collected, and the knowledge of vehicle dynamics is comprehensively studied, and the influence of the parameters of the vertical model on the acceleration of the vertical vibration of the car body is focused on. After a certain understanding of the vertical parameters of the vehicle, the scheme is designed for the optimization of the parameters of the dynamic vertical model. By programming with matlab software, the vertical model of vehicle dynamics is established, and then the vertical acceleration of the car body is calculated by simulation, and the root mean square value of the acceleration of the car body is calculated according to the result. According to the root mean square value size to determine which values make the better results. The whole core is to optimize the four parameters of vertical stiffness and damping of vehicle system. By comparing and analyzing the results, the relative optimal solution of each parameter in feasible region is obtained under certain conditions.

Key Words：Rail vehicle；Vertical dynamic equation；Parameter optimization of vertical system；Matlab simulation

目录

1 绪论 1

1.1国内外研究现状与水平 1

1.2 发展趋势 2

1.3 课题的目的和意义 3

2 车辆系统垂向动力学模型 4

2.1 车辆动力学系统模型化原则 4

2.2 车辆系统垂向动力学模型及发展过程 6

2.3 车辆系统垂向动力学模型以及基本参数 8

2.4 作用于轮对上的不平顺 12

3 具体实例参数运行计算 14

3.1 车辆系统参数 14

3.2 优化方法 14

3.2.1 控制变量法 14

3.2.2 Matlab/Simulink简介 14

3.3 优化程序流程 15

3.4 计算程序介绍 15

3.5 计算的初始值 17

3.6 初始运行结果 17

4 优化结果 19

4.1 权因子取值 19

4.2优化结果 19

4.3 对比分析 20

4.4 评价指标 22

5 总结与展望 25

5.1 总结 25

5.2 本文的遗憾之处 25

致谢 26

参考文献 27

1 绪论

1.1国内外研究现状与水平

1.2 发展趋势

1.3 课题的目的和意义

由于高铁和许多高科技问题息息相关，高动组既扮演着铁路运输的角色，是这些高科技技术的综合的具体展现。它包含的有：系统整合技术、二系悬挂以上技术、转向架技术、制动的技术、动力和导向的技术、人工智能技术、网络运输与信息传递技术等。现代铁路车辆最大范围的功能是在乘客和货物的运输。自前20年到如今，随着科学和技术的不断发展、进步，竞争程度变激烈，轨道车辆要解决的问题是：高速的乘客和货物的运输、降低列车运行中的成本，降少运营过程中的能量损失的迫切要求。但行驶速度的提高，安全性和舒适性便又成为了人们日常关心和讨论的问题。于是国家及技术人员对高速运行的车辆的日常工作状况提出了更高的要求，要求发现并找出关系着运行舒适性和稳定性的必要的问题，所以需要对系统模型参数进行优化设计，如怎么样准确找到车体垂向模型参数的最好的一组值，使更大程度上提高振动的幅度，提高列车性能。