[发明专利]移动荷载下轨道磁流变隔振系统的仿人控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及地铁轨道隔振技术领域，尤其涉及一种移动荷载下轨道磁流变隔振系统的仿人控制方法及装置。

背景技术

在地铁轨道振动隔离中，浮置板轨道是较好的方式。传统的浮置板一般采用橡胶、钢弹簧等实现，其为被动隔振，被动隔振的不足在于：不能根据激振情况实时可调可控，特别是对小于20Hz的低频振动隔离能力不足，但是这些低频振动却对人体、精密仪器有着重大的影响，需要尽可能的隔离。

而磁流变智能器件具有阻尼可调可控的特性，能够有效地隔离低频振动，因此在地铁轨道隔振中被广泛采用。但是，磁流变隔振器在带来优良性能的同时，也存在非线性及不确定性而造成的控制上的困难。传统的控制方式是采用诸如PID（Proportion Integration Differentiation，比例积分微分）、粒子群算法等方式进行控制，但是这些控制方式的控制条件单一而难以兼顾系统整体的控制问题。而实际情况是在移动载荷作用下，车轨振动耦合使得轨道产生多向（垂向、横摇、纵摇）振动状态，传统的控制方法难以在满足位移的条件下使得整体能量传递最小，并且难以同时满足各个单个隔振器的位移约束，多个浮置板的横摇约束耦合等条件，因此传统的控制方式使得减振效果不明显。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种移动荷载下轨道磁流变隔振系统的仿人控制方法及装置，可以显著提高减振效果。

本发明提供了一种移动荷载下轨道磁流变隔振系统的仿人控制方法，所述隔振系统包括：浮置板、隔振器和基座，所述隔振器设置在所述基座上用于支撑所述浮置板，所述隔振器主要由并联的阻尼可调的磁流变脂阻尼器和刚度可调的磁流变弹性体构成，所述方法包括：

步骤a、采集所述隔振器传递至地基的振动力和所述浮置板四个角的垂向振动位移；

步骤b、根据步骤a采集到的信息，判断列车的位置，并根据列车距离浮置板的远近和振动的幅度确定所述浮置板的振动状态；

步骤c、当步骤b判断到所述浮置板为预定的振动状态时，根据所述步骤a采集到的信息，划分到预定义的基于动觉智能图式的仿人智能控制中，该图示包含多传感信息融合的感知图式、关联图式和对不同浮置板产生不同控制的运动图，其中运动图示中包含用遗传算法对刚度和阻尼求解；

步骤d、根据隔振器的输入输出特性，计算步骤c求解得到的刚度和阻尼对应的电流值，并根据计算出的电流值调节所述磁流变脂阻尼器和磁流变弹性体的驱动电流。

进一步，所述振动状态包括：K_n、A、K_n-1和K_n+1，其中，A为保持平衡姿态，K_n-1与K_n+1类似，是为了保持中心板h前后的h-2浮置板、h-3浮置板和h+2浮置板、h+3浮置板的振动尽量保持静止，K_n为用于控制h-1，h+1和h浮置板的主要控制姿态；

所述预定振动状态是指K_n。

进一步，所述感知图式为：其中R∈Σ¹²是输入信息集，Q∈Σ²为特征基元集；K∈Σ^2×4为关系矩阵，为运算符号，Φ∈Σ²为特征模型集；