【摘要】：高速列车牵引传动系统是一个典型的机电耦合系统,转矩与速度的波动极易造成系统的扭转振动,影响列车运行。本文主要针对高速列车牵引传动系统机电耦合振动现象进行研究,对系统的振动机理、参数影响度等进行深入分析,并提出合理可行的抑制策略。首先,本文根据高速列车牵引传动系统的特点,从仅考虑双惯量模型到考虑齿轮箱弹性悬挂的扭转-弯曲振动模型,再到结合电机矢量控制的机电耦合振动模型,深入分析了驱动装置的振动特性,推导机电耦合振动模型传递函数,通过根轨迹和零极点分布特性分析系统振动机理。其次,结合高速列车实际参数,搭建了机电耦合振动仿真模型,仿真结果表明,当系统出现扰动(如阶跃)时,系统会出现与驱动装置固有振动频率相近的振动成分,主要表现为各部件振动、转速波动和电气振荡。结合系统的零极点分布特点,深入探讨负载转动惯量、速度环与电流环参数对机电耦合振动的影响。再次,本文采用谐振控制器对机电耦合振动进行抑制,同时考虑列车参数分布的随机性,设计频率提取算法,自动配置谐振控制器的频率值。在此基础上,根据牵引传动系统多谐振频率的特点,采用并联谐振控制器对振动现象实现有效抑制。最后,在西南交通大学滚振台上测试并分析了高速列车驱动装置的固有振动频率,结果表明其固有振动频率与理论计算结果吻合,证明了本文建模分析的准确性。在实验室搭建了 1.1kW机电耦合振动实验平台,通过实验模拟再现了机电耦合振动现象,验证了系统电气参数对耦合振动的影响,并采用谐振控制器对耦合振动实现有效抑制。

【学位授予单位】：北京交通大学
【学位授予年份】：2017