轨道车辆振动与控制

本书系统讨论了铁道车辆振动与控制的基础问题，是作者多年理论研究成果及其应用的总结。全书共分12章。从第1章至第4章，依据激励输入、计算模型、响应计算与评估的顺序，首先介绍轨道谱种类、轨道谱反演及单轨不平顺谱，然后运用影响系数法分别导出轨道车辆单车垂向及横向动力学模型，详细介绍面向对象的车辆动力学图形化建模方法，用该方法建立了单车及列车的横向和垂向动力学模型；最后给出车辆振动评价指标、各种指标的计算方法，并给出相应算例。第5章至第12章分别对车辆及列车的横向及垂向被动平稳性、平稳性主动控制进行研究，还研究了弹性车体对车辆运行平稳性的影响及其振动控制措施。本书提出基于模态参数的车辆动力学性能综合研究方法（SPAMP法），解析了轴距滤波和定距滤波现象，讨论了几何滤波与车体弹性振动关系、车体垂弯频率对车辆运行平稳性的影响及其提高措施、弹性车体振动抑制的被动及主动控制措施。最后给出三维刚柔耦合铁道车辆动力学建模方法，运用该模型对弹性车体与转向架耦合振动进行研究。 本书适合从事机车车辆科研、设计及工程技术人员阅读参考，也可用作车辆工程、载运工具等专业硕士、博士研究生教材。

周劲松，同济大学教授，博导，研究轨道车辆动力学、振动与噪声控制，《城市轨道交通研究》编委、ISO／TC 108委员、机械工程学会高级会员、磁浮与轨道交通运行控制系统知识服务平台聘任专家、国家发改委城市轨道交通装备评标专家，JVC、VSD、ImechE、MSSP等期刊审稿人。著有《铁道车辆振动与控制》，参编国家“十一五”重点规划教材《轨道车辆结构与设计》、《现代轨道车辆动力学》，主持多项国家和省部级支撑计划项目。

第1章 轨道不平顺谱
§1.1 轨道不平顺分类
1.1.1 按统计特点分类
1.1.2 按空间存在方位分类
1.1.3 轨道不平顺描述形式
§1.2 轨道不平顺的检查方法
1.2.1 弦测法
1.2.2 惯性基准法
§1.3 轨道不平顺功率谱
1.3.1 德国高速轨道谱
1.3.2 美国谱
1.3.3 我国轨道谱
1.3.4 磁浮轨道谱
§1.4 空间谱与功率谱的转化
§1.5 轨道谱反演
1.5.1 三角级数法轨道谱反演
1.5.2 逆傅立叶变换轨道谱反演
1.5.3 德国高速谱反演
§1.6 单轨不平顺功率谱
参考文献
第2章 列车垂向动力学模型
§2.1 单车垂向动力学模型
2.1.1 单车线性垂向动力学模型
2.1.2 单车基于Matlab／Simulink@的垂向动力学模型
2.1.3 单车垂向动力学模型校验
§2.2 列车垂向动力学模型及其校验
参考文献
第3章 列车横向动力学模型
§3.1 单车横向动力学模型
3.1.1 单车线性横向动力学模型
3.1.2 单车基于Matlab／Simulink@的横向动力学模型
3.1.3 单车横向动力学模型校验
§3.2 列车横向动力学模型及其校验
参考文献
第4章 高速磁浮车辆动力学模型
§4.1 模型概述和部分系统的建模
§4.2 垂向动力学模型
4.2.1 垂向动力学模型的建立
4.2.2 垂向动力学模型的校验
§4.3 横向动力学模型
4.3.1 横向动力学模型的建立
4.3.2 横向动力学模型的校验
参考文献
第5章 车辆振动的分析及其评价指标
§5.1 随机振动的基本理论及其应用
5.1.1 随机过程
5.1.2 平稳随机过程的相关函数
5.1.3 平稳随机过程的功率谱函数
5.1.4 平稳随机响应的算法
§5.2 Sperling平稳性指标
§5.3 ISO振动评价标准
§5.4 UIC513舒适度标准
§5.5 平稳性分析及其应用
5.5.1 铁道车辆平稳性指标分析方法
5.5.2 基于虚拟激励分析方法的平稳性指标分析及其应用
参考文献
第6章 铁路客车运行平稳性与模态参数
§6.1 铁路客车运行平稳性协方差分析法
6.1.1 白噪声不平顺信号输入时的系统响应
6.1.2 成型滤波器设计
6.1.3 感觉滤波器设计
6.1.4 平稳性指标及协方差计算
§6.2 铁路客车运行平稳性与模态参数的关系
6.2.1 垂向平稳性与模态参数的关系
6.2.2 横向平稳性与模态参数的关系
参考文献
第7章 高速列车垂向及横向被动平稳性研究
§7.1 单车垂向及横向运行平稳性研究
7.1.1 单车垂向及横向响应的频域分析
7.1.2 单车垂向及横向响应的时域分析
§7.2 列车垂向及横向运行平稳性研究
7.2.1 车端悬挂对运行列车平稳性的影响
7.2.2 列车运行平稳性优化研究
§7.3 铰接式高速列车运行平稳性研究
7.3.1 铰接式高速列车的垂向及横向动力学模型
7.3.2 铰接式高速列车的平稳性及其车端参数优化
7.3.3 铰接式高速列车车辆参数对平稳性影响
参考文献
第8章 高速磁浮车辆运行平稳性与模态参数
§8.1 磁浮车辆运行平稳性分析
8.1.1 垂向平稳性分析
8.1.2 横向平稳性分析
§8.2 磁浮车辆运行平稳性优化
8.2.1 垂向平稳性优化
8.2.2 横向平稳性优化
§8.3 轨道谱波长与车辆运行平稳性关系
8.3.1 垂向模型分析结果
8.3.2 横向模型分析结果
参考文献
第9章 列车平稳性主动控制研究
§9.1 单车控制算法研究
9.1.1 白噪声不平顺信号输入时的全状态反馈很优控制
9.1.2 轨道不平顺输入模型
9.1.3 轨道谱输入时的全状态反馈很优控制
9.1.4 轨道谱输入时的轴间预瞄控制
9.1.5 轨道谱输入及包含时延的次优控制
9.1.6 天棚减振器及补偿滤波器控制
§9.2 铁道车辆单车垂向主动控制研究
9.2.1 控制模型
9.2.2 单车垂向平稳性很优及次优控制仿真结果与分析
9.2.3 单车垂向平稳性天棚减振器及补偿滤波器控制仿真分析
9.2.4 半主动控制
9.2.5 主动悬挂的运用
§9.3 列车平稳性主动控制研究
9.3.1 列车控制模型及轨道输入
9.3.2 列车主动控制策略
9.3.3 列车垂向及横向主动控制仿真研究结果及分析
参考文献
第10章 弹性车体的振动及其控制
§10.1 铁道客车车体弹性对运行平稳性的影响
10.1.1 铁道客车刚柔耦合动力学模型
10.1.2 客车车体弹性对运行平稳性的影一响分析
§10.2 铁道车辆几何滤波现象及弹性车体共振频率分析
10.2.1 几何滤波分析
10.2.2 相关频响函数矩阵及功率谱分析
10.2.3 几何滤波对弹性车体共振频率的影响
§10.3 铁道车辆弹性车体动力吸振器减振分析
10.3.1 包含DVA的铁道客车刚柔耦合动力学模型
10.3.2 动力吸振器参数优化设计
10.3.3 动力吸振器对车体弹性振动的