高速列車-軌道-橋梁系統(tǒng)動力性能模擬混合試驗方法
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- 作者：國巍,蔣麗忠,余志武
- 出版時間：2025/2/1
- ISBN：9787030781420
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：U292.91
- 頁碼：244
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：B5
本書主要介紹了混合試驗系統(tǒng)搭建的核心技術，如時滯補償、實時控制、邊界協(xié)調(diào)等，此系列技術是實驗室內(nèi)唯一有希望進行足尺試驗的技術；此外還介紹了其在高速輪軌和高速磁浮混合試驗的實際應用和研發(fā)，目前已經(jīng)應用此技術實現(xiàn)600km時速磁浮的試驗系統(tǒng)搭建。
全書共9章，第1章介紹混合試驗系統(tǒng)框架與子結(jié)構(gòu)劃分；第2章介紹系統(tǒng)模型辨識技術；第3章介紹車-軌-橋耦合混合試驗邊界協(xié)調(diào)算法；第4章介紹混合試驗實時計算技術；第5章介紹混合試驗實時控制技術；第6章介紹試驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與準確性評估；第7章介紹混合試驗離線迭代技術；第8章和第9章分別介紹混合試驗系統(tǒng)在高速輪軌系統(tǒng)和高速磁浮系統(tǒng)中的試驗測試應用。
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(1) 2004-09 至 2009-12, 大連理工大學, 結(jié)構(gòu)工程, 博士
(2) 2000-09 至 2004-06, 東南大學, 土木工程, 學士（1）2023.10-至今，中南大學，土木工程學院，副院長，現(xiàn)任
（2）2019.9-至今，中南大學，土木工程學院，高速鐵路建造技術國家工程實驗室 (國家工程研究中心)，教授，博導
（3）2013.10-2019.9，中南大學，土木工程學院，高速鐵路建造技術國家工程實驗室 (國家工程研究中心)，副教授，博導
（4）2016.12-2017.4，美國，加州大學伯克利分校，太平洋地震工程研究中心，訪問學者
（5）2016.3-2016.12，加拿大，英屬哥倫比亞大學，土木工程系，訪問學者
（6）2015.12-2015.12，澳大利亞，莫納什大學，訪問交流
（7）2014.10-2014.10，加拿大，英屬哥倫比亞大學，訪問交流
（8）2013.11-2013.11，英國，Servotest公司，訪問交流
（9）2010.3-2013.9，中南大學，土木工程學院，高速鐵路建造技術國家工程實驗室 (國家工程研究中心)，講師[1]柳國環(huán)，國巍，《結(jié)構(gòu)地震差動輸入-理論、模型和方法》，科學出版社，2015年1月，合著
[2]國巍，余志武，蔣麗忠，《高速鐵路列車-軌道-橋梁系統(tǒng)地震災變機理、模擬與防控》，中南大學出版社，2022年3月，合著擔任中國地震學會地震工程專委會、中國力學學會結(jié)構(gòu)工程專委會、中國振動工程學會磁懸浮技術與振動控制專業(yè)委員會等委員，《Natural Hazards Research》、《Transportation Safety and Environment》、《 Intelligent Transportation Infrastructure》、《鐵道科學與工程學報》等10余個期刊編委，《International Journal of Structural Dynamics and Stability》等國際SCI期刊客座主編，擔任加拿大英屬哥倫比亞大學學位論文國際評審專家
目錄
前言
第1章 混合試驗總述 1
1.1 混合試驗概念及發(fā)展 1
1.2 系統(tǒng)框架及子結(jié)構(gòu)劃分 3
1.2.1 系統(tǒng)框架 3
1.2.2 子結(jié)構(gòu)劃分 5
1.3 混合試驗平臺 7
1.4 高速軌道交通橋上行車混合試驗系統(tǒng) 11
1.4.1 高速輪軌系統(tǒng) 11
1.4.2 高速磁浮系統(tǒng) 18
1.5 本章小結(jié) 21
參考文獻 22
第2章 系統(tǒng)模型辨識技術 25
2.1 引言 25
2.2 系統(tǒng)模型辨識理論 26
2.2.1 基本概念 26
2.2.2 數(shù)學方程描述 28
2.2.3 模型辨識方法 31
2.3 系統(tǒng)模型辨識實例 43
2.3.1 最小二乘法辨識 43
2.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡辨識 47
2.4 六自由度振動臺的正向運動學求解 51
2.4.1 數(shù)學表述 53
2.4.2 牛頓-拉弗森法 53
2.4.3 PhyNRnet求解方法 54
2.5 本章小結(jié) 56
參考文獻 56
第3章 車-軌-橋耦合混合試驗邊界協(xié)調(diào)算法 59
3.1 引言 59
3.2 高速輪軌混合試驗邊界協(xié)調(diào)算法 59
3.3 高速磁浮混合試驗邊界協(xié)調(diào)算法 61
3.3.1 算法概述 61
3.3.2 單電磁鐵混合試驗邊界協(xié)調(diào)算法 65
3.3.3 整車混合試驗邊界協(xié)調(diào)算法 70
3.4 本章小結(jié) 73
參考文獻 73
第4章 混合試驗實時計算技術 74
4.1 引言 74
4.2 截斷橋梁模型算法 74
4.3 移動荷載卷積積分法 77
4.3.1 計算原理 77
4.3.2 混合試驗應用 81
4.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的實時計算技術 83
4.4.1 LSTM實時計算技術 84
4.4.2 混合試驗應用 88
4.5 本章小結(jié) 92
參考文獻 93
第5章 混合試驗實時控制技術 95
5.1 引言 95
5.2 傳統(tǒng)控制方法 96
5.2.1 PID控制 96
5.2.2 三參量控制 97
5.3 自適應復合控制 99
5.3.1 自適應狀態(tài)反饋控制 99
5.3.2 內(nèi)插預測算法 101
5.3.3 有效性驗證 102
5.4 MPC 104
5.4.1 MPC策略簡介 104
5.4.2 MPC-RP策略簡介 107
5.4.3 混合試驗應用 109
5.5 本章小結(jié) 118
參考文獻 118
第6章 穩(wěn)定性分析與準確性評估 121
6.1 引言 121
6.2 穩(wěn)定性分析 122
6.2.1 分析方法 122
6.2.2 混合試驗應用 126
6.3 準確性評估 131
6.3.1 評估指標 131
6.3.2 同步子空間圖 133
6.4 本章小結(jié) 134
參考文獻 134
第7章 混合試驗離線迭代技術 136
7.1 引言 136
7.2 離線迭代混合試驗系統(tǒng)框架 136
7.3 離線迭代收斂控制算法 137
7.3.1 不動點迭代算法 137
7.3.2 模型辨識收斂算法 140
7.4 600km時速磁浮列車離線迭代混合仿真 146
7.4.1 SISO高速磁浮系統(tǒng) 146
7.4.2 DIDO單電磁鐵系統(tǒng) 155
7.5 四分之一車橋上走行離線迭代混合試驗 159
7.5.1 簡化的高速輪軌車橋耦合振動離線迭代試驗系統(tǒng) 159
7.5.2 試驗流程及工況設置 162
7.5.3 結(jié)果分析 163
7.6 本章小結(jié) 171
參考文獻 172
第8章 高速輪軌系統(tǒng)橋上行車實時混合試驗測試應用 174
8.1 引言 174
8.2 四分之一列車橋上走行混合試驗 175
8.2.1 試驗流程 175
8.2.2 橋梁震致破壞對震后行車性能的影響 181
8.3 整車橋上走行混合仿真 187
8.3.1 列車模型與縮尺 187
8.3.2 數(shù)值建模與MLCIM應用 192
8.3.3 軌道不平順激勵的響應比對 197
8.4 本章小結(jié) 203
參考文獻 204
第9章 高速磁浮系統(tǒng)混合試驗測試應用 206
9.1 引言 206
9.2 高速磁浮單電磁鐵混合試驗 206
9.2.1 設計流程與子結(jié)構(gòu)劃分 206
9.2.2 數(shù)值建模 207
9.2.3 實時控制算法 215
9.2.4 實時混合試驗結(jié)果 216
9.2.5 基于單電磁鐵模型的離線混合試驗 222
9.3 高速磁浮整車混合試驗 231
9.3.1 設計流程與子結(jié)構(gòu)劃分 231
9.3.2 整車試驗邊界協(xié)調(diào)算法 231
9.3.3 時滯補償算法 232
9.3.4 結(jié)果分析 233
9.4 本章小結(jié) 240
附錄A 常用的軌道不平順譜 242
A.1 中國高速鐵路無砟軌道譜 242
A.2 中國普通干線鐵路軌道譜 243
A.3 軌道短波不平順功率譜 243
參考文獻 244
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