一种全息轮轨力辨识方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108536930A(43)申请公布日2018.09.14(21)申请号201810250604.X(22)申请日2018.03.26(71)申请人中国铁路总公司地址100844北京市海淀区复兴路10号申请人中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司(72)发明人孙善超刘金朝(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人任默闻(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图4页(54)发明名称一种全息轮轨力辨识方法及系统(57)摘要本发明提供了一种全息轮轨力辨识方法及系统，利用综合检测列车采集车辆的动态响应数据，将动态响应数据输入最优控制轮轨力载荷辨识模型，获得车辆的各轮对的轮轨垂向力，将一轮对的轮轨垂向力输入单轮对的滚动接触轮轨力载荷辨识模型，获得当前轮对对应的轮轨横向力。本发明基于最优控制轮轨力载荷辨识模型辨识各轮对的轮轨垂向力及轮轴横向力，在根据单轮对的滚动接触轮轨力载荷辨识模型辨识当前轮对对应的轮轨横向力，解决了轮轨横向力辨识机理模型遇到的方程数不适定问题，具有在测试数据不足的情况下，能够准确的辨识整车全部轮轨横向力及轮轨垂向力显著效果。CN108536930ACN108536930A权利要求书1/2页1.一种全息轮轨力辨识方法，其特征在于，所述的方法包括：利用综合检测列车采集车辆的动态响应数据；所述动态响应数据包括：左轴箱加速度数据、右轴箱加速度数据、构架加速度数据及车体加速度数据；将所述动态响应数据输入最优控制轮轨力载荷辨识模型，获得车辆的各轮对的轮轨垂向力；所述轮轨垂向力包括：左轮轨垂向力及右轮轨垂向力；将一轮对的所述轮轨垂向力输入单轮对的滚动接触轮轨力载荷辨识模型，获得当前轮对对应的轮轨横向力；所述轮轨横向力包括：左轮轨横向力及右轮轨横向力。2.根据权利要求1所述的全息轮轨力辨识方法，其特征在于，所述将所述动态响应数据输入最优控制轮轨力载荷辨识模型，获得车辆的各轮对的轮轨垂向力，包括：将所述动态响应数据输入状态空间方程，逆向求解获得各轮对的第一轮轨垂向力及第一轮轴横向力；利用卡尔曼滤波，分别对各轮对的所述第一轮轨垂向力及第一轮轴横向力进行正向修正，获得对应轮对的第二轮轨垂向力及第二轮轴横向力。3.根据权利要求2所述的全息轮轨力辨识方法，其特征在于，所述将一轮对的所述轮轨垂向力输入单轮对的滚动接触轮轨力载荷辨识模型，获得当前轮对对应的轮轨横向力，包括：利用蠕滑理论，将各轮对的所述第二轮轴横向力转换为由对应轮对的横移量及对应轮对的所述第二轮轨垂向力表达的函数；所述第二轮轴横向力为所述左轮轨横向力与所述右轮轨横向力之和；通过各所述函数进行迭代，获得对应轮对的横移量；利用卡克简化理论，根据各轮对的所述第二轮轨垂向力及所述横移量，生成对应轮对的轮轨横向力。4.一种全息轮轨力辨识系统，其特征在于，包括：动态响应数据采集单元，用于利用综合检测列车采集车辆的动态响应数据；所述动态响应数据包括：左轴箱加速度数据、右轴箱加速度数据、构架加速度数据及车体加速度数据；轮轨垂向力第一获取单元，用于将所述动态响应数据输入最优控制轮轨力载荷辨识模型，获得车辆的各轮对的轮轨垂向力；所述轮轨垂向力包括：左轮轨垂向力及右轮轨垂向力；轮轨横向力获取单元，用于将一轮对的所述轮轨垂向力输入单轮对的滚动接触轮轨力载荷辨识模型，获得当前轮对对应的轮轨横向力；所述轮轨横向力包括：左轮轨横向力及右轮轨横向力。5.根据权利要求4所述的全息轮轨力辨识系统，其特征在于，所述轮轨垂向力第一获取单元包括：轮轨垂向力及轴横向力获取模块，用于将所述动态响应数据输入状态空间方程，逆向求解获得各轮对的第一轮轨垂向力及第一轮轴横向力；卡尔曼滤波模块，用于利用卡尔曼滤波，分别对各轮对的所述第一轮轨垂向力及第一轮轴横向力进行正向修正，获得对应轮对的第二轮轨垂向力及第二轮轴横向力。6.根据权利要求5所述的全息轮轨力辨识系统，其特征在于，所述轮轨横向力获取单元2CN108536930A权利要求书2/2页包括：蠕滑模块，用于利用蠕滑理论，将各轮对的所述第二轮轴横向力转换为由对应轮对的横移量及对应轮对的所述第二轮轨垂向力表达的函数；所述第二轮轴横向力为所述左轮轨横向力与所述右轮轨横向力之和；横移量获取模块，用于通过各所述函数进行迭代，获得对应轮对的横移量；卡克简化模块，用于利用卡克简化理论，根据各轮对的所述第二轮轨垂向力及所述横移量，生成对应轮对的轮轨横向力。7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：利用综合检测列车采集车辆