一种控制车体异常抖动装置及控制方法

摘要

本发明涉及一种控制车体异常抖动装置及控制方法，包括：车体和车体前后端的转向架，主动控制处理器；加速度传感系统，设置在车体上，该加速度传感系统与主动控制处理器电性连接；抗蛇行减振系统，该抗蛇行减振系统设置在车体与转向架之间，并与主动控制处理器电性连接；垂向减振系统，该垂向减振系统设置在转向架与车体之间，并与主动控制处理器电性连接。本发明通过抗蛇行减振系统和垂向减振系统可以消除车体异常抖动现象，增加旅客舒适感，同时降低铁路运维成本。

权利要求

1.一种控制车体异常抖动方法，包括如下步骤；

步骤一，主动控制处理器(3)通过加速度传感系统实时采集左边梁中部、右边梁中部及枕梁三处的横向和垂向的六个振动加速度aL_Z(t)、aL_Y(t)、aR_Z(t)、aR_Y(t)、aB_Z(t)、aB_Y(t)，以及车体(1)前后端两侧的四处抗蛇行减振器载荷Fksx_FL(t)、Fksx_FR(t)、Fksx_RL(t)、Fksx_RR(t)，四处垂向减振器载荷Fsv_FL(t)、Fsv_FR(t)、Fsv_RL(t)、Fsv_RR(t)，Z和Y分别表示车体的垂向和横向，L、R代表左、右边梁测点，B代表枕梁修正加速度测点；ksx代表抗蛇行减振器，sv代表垂向减振器，FL代表前转向架左侧，FR代表前转向架右侧，RL代表后转向架左侧，RR代表后转向架右侧，t表示时间，采样频率为fs，要求在100Hz及以上；所述加速度传感系统包括第一加速度传感器(4)、第二加速度传感器(5)和修正加速度传感器(12)，所述第一加速度传感器(4)设置在车体(1)的左边梁纵向中部，第二加速度传感器(5)设置在右边梁纵向中部，所述修正加速度传感器(12)设置在车体(1)一端的枕梁横向端部上；其中，四个抗蛇行减振器(6)分别设置在车体(1)前后端两侧与转向架(2)之间，并与主动控制处理器(3)电性连接；四个垂向减振器(9)分别设置在车体(1)前后端两侧与转向架(2)之间，并与主动控制处理器(3)电性连接；

步骤二，在步骤一的基础上，主动控制处理器(3)将步骤一得到的实时数据处理并记

录，然后根据主动控制处理器(3)内预先设置的判断逻辑判定车体(1)是否发生异常抖动现象，具体处理和判断流程为：数据预处理：

每0.5s主动控制处理器进行1次数据处理，处理t-1时刻至t时刻之间长度为1s的加速

度数据，即数据处理窗的大小为1s，窗的滑移为0.5s，定义该加速度数据为aL_Z(n)、aL_Y(n)、aR_Z(n)、aR_Y(n)、aB_Z(n)、aB_Y(n)，由于数据长度为1s，n值即为采样频率值，利用带通滤波器对加速度数据aL_Z(n)、aL_Y(n)、aR_Z(n)、aR_Y(n)、aB_Z(n)、aB_Y(n)进行5～12Hz带通滤波，得到滤波后的加速度数据为aL_Z_bp(n)、aL_Y_bp(n)、aR_Z_bp(n)、aR_Y_bp(n)、aB_Z_bp(n)、aB_Y_bp(n)；

相位关系判定：

以aL_Z_bp(n)、aR_Z_bp(n)为分析对象，计算车体左、右边梁垂向加速度平均斜率kZ，即：同理以aL_Y_bp(n)、aR_Y_bp(n)为分析对象，计算车体左、右边梁横向加速度平均斜率kY，即：满足kZ<0、kY>0时，则判定左、右边梁垂向振动反相位，横向振动同相位，停止判定，等待下一次0.5s判定；

阈值判定：

当满足相位判定kZ<0、kY>0，再进行阈值判定，分别对aL_Z_bp(n)、aR_Z_bp(n)、aL_Y_bp(n)、aR_Y_bp(n)、aB_Z_bp(n)、aB_Y_bp(n)进行峰谷值提取，然后对提取后的峰谷值取绝对值，计算峰谷值的绝对值的平均值，分别表示为aL_Z_bp_mean_peak、aL_Y_bp_mean_peak、aR_Z_bp_mean_peak、aR_Y_bp_mean_peak、aB_Z_bp_mean_peak、aB_Y_bp_mean_peak,如果同时满足如下六条判据，则判定车体发生异常抖动，否则停止处理，等待下一个0.5s进行数据处理，判据如下：当判定车体发生异常抖动时，通过主动控制处理器(3)对抗蛇行减振器(6)和垂向减振

器(9)发出主动控制载荷信号，

主动控制载荷信号确定过程为：提取t-1时刻至t时刻之间长度为1s的四处抗蛇行减振

器载荷Fksx_FL(n)、Fksx_FR(n)、Fksx_RL(n)、Fksx_RR(n)和四处垂向减振器载荷Fsv_FL(n)、Fsv_FR(n)、Fsv_RL(n)、Fsv_RR(n)，通过频域FFT分析获取四处抗蛇行减振器载荷主频fksx_FL、fksx_FR、fksx_RL、fksx_RR，通过获得的四处抗蛇行减振器载荷主频fksx_FL、fksx_FR、fksx_RL、fksx_RR获得抗蛇行减振器载荷主频的平均值fksx，由于车体发生异常抖动时，前、后转向架(2)蛇行运动反相位，为了抑制车体异常抖动，需要控制前、后转向架的蛇行运动为同相位，这需要使前转向架左、右抗蛇行减振器载荷均滞后90度，后转向架左、右抗蛇行减振器载荷均提前90度，具体操作为：求取滞后和提前时间τ，τ＝(1/fksx)×0.25s，则向抗蛇行减振器(6)发出的主动控制载荷信号为Fksx_FL(t+τ)、Fksx_FR(t+τ)、Fksx_RL(t-τ)、Fksx_RR(t-τ)，同理对垂向减振器发出的主动控制载荷信号为Fsv_FL(t+τ)、Fsv_FR(t+τ)、Fsv_RL(t-τ)、Fsv_RR(t-τ)；

步骤三，将步骤二发出的主动控制载荷信号分别发送至车体(1)前后端两侧的抗蛇行

减振器(6)和垂向减振器(9)，使前端转向架(2)左、右抗蛇行减振器(6)和垂向减振器(9)的载荷分别比原有载荷滞后90度相位，使后端转向架(2)左、右抗蛇行减振器(6)和垂向减振器(9)的载荷分别比原有载荷提前90度相位，载荷幅值保持原有幅值，实现前后转向架同相位、同频率、同幅值蛇行运动，实现前后转向架反相位、同频率、同幅值侧滚运动；

步骤四，在步骤三发出主动控制载荷信号后，主动控制处理器仍然按照原有每隔0.5s

进行判定，若仍然判定车体异常抖动，则持续发出上一时刻获得的抗蛇行减振器主动控制载荷信号Fksx_F(Lt+τ)、Fksx_FR(t+τ)、Fksx_RL(t-τ)、Fksx_RR(t-τ)和垂向减振器主动控制载荷信号Fsv_F(Lt+τ)、Fsv_FR(t+τ)、Fsv_RL(t-τ)、Fsv_RR(t-τ)，若判定车体没有发生异常抖动，则停止向抗蛇行减振器和垂向减振器发出主动控制载荷信号，恢复抗蛇行减振器和垂向减振器原有特性，被动减振，并将发出的主动控制载荷信号清除，待下次存储，由此周而复始的进行车体异常抖动的监测和控制。

2.一种控制车体异常抖动装置，其特征在于：包括车体(1)和车体前后端的转向架(2)，以及，

主动控制处理器(3)；

加速度传感系统，设置在车体(1)上，该加速度传感系统与主动控制处理器(3)电性连

接；

抗蛇行减振器(6)，该抗蛇行减振器分别设置在车体(1)前后端两侧与转向架(2)之间，并与主动控制处理器(3)电性连接；

垂向减振器(9)，该垂向减振器分别设置在车体(1)前后端两侧与转向架(2)之间，并与主动控制处理器(3)电性连接；

所述装置被设立用于执行按照权利要求1所述的方法。

3.根据权利要求2所述的一种控制车体异常抖动装置，其特征在于：所述主动控制处理器(3)包括数据采集模块、数据分析模块和数据阈值判断模块，所述数据采集模块分别与加速度传感系统、抗蛇行减振器和垂向减振器电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种控制车体异常抖动装置，其特征在于：所述加速度传感系统包括第一加速度传感器(4)、第二加速度传感器(5)和修正加速度传感器(12)，所述第一加速度传感器(4)设置在车体(1)的左边梁纵向中部，第二加速度传感器(5)设置在右边梁纵向中部，所述修正加速度传感器(12)设置在车体(1)一端的枕梁横向端部上，所述第一加速度传感器(4)、第二加速度传感器(5)和修正加速度传感器(12)分别与主动控制处理器电性连接，所述第一加速度传感器(4)、第二加速度传感器(5)和修正加速度传感器(12)分别测试车体(1)的左边梁纵向中部、右边梁纵向中部和枕梁横向端部的垂向加速度和横向加速度。

5.根据权利要求2所述的一种控制车体异常抖动装置，其特征在于：所述抗蛇行减振器(6)一端与第一减振座(7)铰接，所述第一减振座(7)与车体(1)下表面通过螺栓连接，所述抗蛇行减振器(6)另一端与第二减振座(8)铰接，所述第二减振座(8)固定在转向架(2)的构架下部外侧面，所述第二减振座(8)位于第一减振座(7)下侧方，所述抗蛇行减振器(6)与主动控制处理器(3)电性连接。

6.根据权利要求2所述的一种控制车体异常抖动装置，其特征在于：所述垂向减振器

(9)一端与第三减振座(10)铰接，所述第三减振座(10)与车体(1)之间通过螺栓连接，所述垂向减振器另一端与第四减振座(11)铰接，所述第四减振座(11)固定在转向架(2)构架的底端，所述第四减振座(11)位于第三减振座(10)下方，所述垂向减振器(9)与主动控制处理器(3)电性连接。

说明书

一种控制车体异常抖动装置及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种控制车体异常抖动装置及控制方法。

背景技术

[0002] 国内高速动车组实际运营中，车辆运行安全性可以得到充分保证，在大部分运行线路和运行时间内均能保持非常优秀的运行品质。但在有些情况下，由于轮轨接触关系异
常，也会出现某些异常振动。例如，动车组车轮需要周期性维护，一般动车组每运行15万公
里～30万公里就会进行车轮廓形镟修，即把运行磨耗后的廓形重新镟修为初始设计廓形，
保证轮轨接触关系正常。同样，高铁线路钢轨在一定周期内也需要打磨钢轨廓形。但是，某
些情况下，如线路轨道廓形出现异常，动车组车轮处于维护周期后期时，此时轮轨关系匹配
异常，转向架出现明显的蛇行周期性运动，运动频率在7～10Hz之间，因此会激发动车组车
体低阶弹性模态，尤其是一阶菱形模态，因为一阶菱形模态频率在8～10Hz，此时动车组车
体表现为明显的抖动，如果此时客室内座椅和行李架等结构存在装配缝隙，异常振动会导
致这些结构自身或与其他车体结构存在相互摩擦或碰撞，产生明显的噪声，运行品质较差，
而动车组车体是搭载乘客的直接结构，车体异常抖动时直接降低乘客的乘坐舒适性。因此，
如何控制动车组车体异常抖动问题显得极为迫切。

发明内容

[0003] 本申请提供一种控制车体异常抖动装置及控制方法，解决了现有技术中动车组车体抖动问题，实现了消除动车组车体抖动现象。

[0004] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

[0005] 一种控制车体异常抖动装置，至少包括车体和车体前后端的转向架，

[0006] 主动控制处理器；

[0007] 加速度传感系统，设置在车体上，该加速度传感系统与主动控制处理器电性连接；

[0008] 抗蛇行减振系统，该抗蛇行减振系统分别设置在车体前后端两侧与转向架之间，并与主动控制处理器电性连接；

[0009] 垂向减振系统，该垂向减振系统分别设置在转向架前后端两侧与车体之间，并与主动控制处理器电性连接。

[0010] 所述主动控制处理器包括数据采集模块、数据分析模块和数据阈值判断模块，所述数据采集模块与加速度传感系统、抗蛇行减振系统和垂向减振系统电性连接。

[0011] 所述加速度传感系统包括第一加速度传感器、第二加速度传感器和修正加速度传感器，所述第一加速度传感器和第二加速度传感器分别设置在车体的左边梁纵向中部和右
边梁纵向中部，所述修正加速度传感器设置在车体的一端枕梁横向端部上，可以设置在空
气弹簧上方，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器和修正加速度传感器分别与主动
控制处理器电性连接，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器和修正加速度传感器分
别测试车体的左边梁纵向中部、右边梁纵向中部和枕梁横向侧边的垂向加速度和横向加速
度。

[0012] 所述抗蛇行减振系统包括抗蛇行减振器、第一减振座和第二减振座，所述第一减振座与车体下表面通过螺栓连接，所述抗蛇行减振器一端与第一减振座铰接，所述第二减
振座固定在转向架的构架下部外侧面，所述第二减振座位于第一减振座下侧方，所述抗蛇
行减振器另一端与第二减振座铰接，所述抗蛇行减振器与主动控制处理器电性连接。

[0013] 所述垂向减振系统包括垂向减振器、第三减振座和第四减振座，所述第三减振座与车体之间通过螺栓连接，所述垂向减振器一端与第三减振座铰接，所述第四减振座固定
在转向架构架的底端，所述第四减振座位于第三减振座下方，所述垂向减振器另一端与第
四减振座铰接，所述垂向减振器与主动控制处理器电性连接。

[0014] 一种控制车体异常抖动方法，包括上述的一种控制车体异常抖动装置，还包括如下步骤；

[0015] 步骤一，主动控制处理器(3)通过加速度传感系统实时采集左边梁中部、右边梁中部及枕梁三处的横向和垂向的六个振动加速度aL_Z(t)、aL_Y(t)、aR_Z(t)、aR_Y(t)、aB_Z(t)、aB_Y(t)，以及车体(1)前后端两侧的四处抗蛇行减振器载荷Fksx_FL(t)、Fksx_FR(t)、Fksx_RL(t)、Fksx_RR(t)，四处垂向减振器载荷Fsv_FL(t)、Fsv_FR(t)、Fsv_RL(t)、Fsv_RR(t)，Z和Y分别表示车体的垂向和横向，L、R代表左、右边梁测点，B代表枕梁修正加速度测点；ksx代表抗蛇行减振
器，sv代表垂向减振器，FL代表前转向架左侧，FR代表前转向架右侧，RL代表后转向架左侧，
RR代表后转向架右侧，t表示时间，测试时采样频率为fs，要求在100Hz及以上；

[0016] 步骤二，在步骤一的基础上，主动控制处理器(3)将步骤一得到的实时数据处理并记录，然后根据主动控制处理器(3)内预先设置的判断逻辑判定车体(1)是否发生异常抖动
现象，具体处理和判断流程为：

[0017] 数据预处理：

[0018] 每0.5s主动控制处理器进行1次数据处理，处理t-1时刻至t时刻之间长度为1s的加速度数据，即数据处理窗的大小为1s，窗的滑移为0.5s，定义该加速度数据为aL_Z(n)、aL_Y
(n)、aR_Z(n)、aR_Y(n)、aB_Z(n)、aB_Y(n)，由于数据长度为1s，n值即为采样频率值，

[0019] 利用带通滤波器对加速度数据aL_Z(n)、aL_Y(n)、aR_Z(n)、aR_Y(n)、aB_Z(n)、aB_Y(n)进行5～12Hz带通滤波，得到滤波后的加速度数据为aL_Z_bp(n)、aL_Y_bp(n)、aR_Z_bp(n)、aR_Y_bp(n)、aB_Z_bp(n)、aB_Y_bp(n)；

[0020] 相位关系判定：

[0021] 以aL_Z_bp(n)、aR_Z_bp(n)为分析对象，计算车体左、右边梁垂向加速度平均斜率kZ，即：

[0022]

[0023] 同理以aL_Y_bp(n)、aR_Y_bp(n)为分析对象，计算车体左、右边梁横向加速度平均斜率kY，即：

[0024]

[0025] 当满足kZ<0，kY>0时，则判定左、右边梁垂向振动反相位，横向振动同相位，否则停止判定，等待下一次0.5s判定；

[0026] 阈值判定：

[0027] 当满足相位判定kZ<0，kY>0，再进行阈值判定，分别对aL_Z_bp(n)、aR_Z_bp(n)、aL_Y_bp(n)、aR_Y_bp(n)、aB_Z_bp(n)、aB_Y_bp(n)进行峰谷值提取，然后对提取后的峰谷值取绝对值，计算峰谷值的绝对值的平均值，分别表示为aL_Z_bp_mean_peak、

[0028] aL_Y_bp_mean_peak、aR_Z_bp_mean_peak、aR_Y_bp_mean_peak、aB_Z_bp_mean_peak、aB_Y_bp_mean_peak,如果同时满足如下六条判据，则判定车体发生异常抖动，否则停止处理，等待下一个0.5s进行数据处理，判据如下：

[0029]

[0030] 当判定车体发生异常抖动时，通过主动控制处理器(3)对抗蛇行减振器(6)和垂向减振器(9)发出主动控制载荷信号，

[0031] 主动控制载荷信号确定过程为：提取t-1时刻至t时刻之间长度为1s的四处抗蛇行减振器载荷Fksx_FL(n)、Fksx_FR(n)、Fksx_RL(n)、Fksx_RR(n)和四处垂向减振器载荷Fsv_FL(n)、Fsv_FR(n)、Fsv_RL(n)、Fsv_RR(n)，

[0032] 通过频域FFT分析获取四处抗蛇行减振器载荷主频fksx_FL、fksx_FR、fksx_RL、fksx_RR，通过获得的四个载荷主频fksx_FL、fksx_FR、fksx_RL、fksx_RR获得抗蛇行减振器载荷主频的平均值fksx，由于车体发生异常抖动时，前、后转向架(2)蛇行运动反相位，为了抑制车体异常抖动，需要控制前、后转向架的蛇行运动为同相位，这需要使前转向架左、右抗蛇行减振器载荷均
滞后90度，后转向架左、右抗蛇行减振器载荷均提前90度，具体操作为：

[0033] 求取滞后和提前时间τ，τ＝(1/fksx)×0.25s，则向抗蛇行减振器(6)发出的主动控制载荷信号为Fksx_FL(t+τ)、Fksx_FR(t+τ)、Fksx_RL(t-τ)、Fksx_RR(t-τ)，

[0034] 同理对垂向减振器发出的主动控制载荷信号为Fsv_FL(t+τ)、Fsv_FR(t+τ)、Fsv_RL(t-τ)、Fsv_RR(t-τ)；

[0035] 步骤三，将步骤二发出的主动控制载荷信号分别发送至车体(1)前后端两侧的抗蛇行减振器(6)和垂向减振器(9)，使前端转向架(2)左、右抗蛇行减振器(6)和垂向减振器
(9)的载荷分别比原有载荷滞后90度相位，使后端转向架(2)左、右抗蛇行减振器(6)和垂向
减振器(9)的载荷分别比原有载荷提前90度相位，载荷幅值保持原有幅值，实现前后转向架
同相位、同频率、同幅值蛇行运动，实现前后转向架反相位、同频率、同幅值侧滚运动；

[0036] 步骤四，在步骤三发出主动控制载荷信号后，主动控制处理器仍然按照原有每隔0.5s进行判定，若仍然判定车体异常抖动，则持续发出上一时刻获得的抗蛇行减振器主动
控制载荷信号Fksx_F(Lt+τ)、Fksx_FR(t+τ)、Fksx_RL(t-τ)、Fksx_RR(t-τ)和垂向减振器主动控制载荷信号Fsv_F(Lt+τ)、Fsv_FR(t+τ)、Fsv_RL(t-τ)、Fsv_RR(t-τ)，若判定车体没有发生异常抖动，则停止向抗蛇行减振器和垂向减振器发出主动控制载荷信号，恢复抗蛇行减振器和垂向减振
器原有特性，被动减振，并将发出的主动控制载荷信号清除，待下次存储，由此周而复始的
进行车体异常抖动的监测和控制。

[0037] 本发明的有益效果是：通过抗蛇行减振系统和垂向减振系统可以消除车体异常抖动现象，增加旅客舒适感，同时降低铁路运维成本。

附图说明

[0038] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0039] 图1是本发明的结构示意图。

[0040] 图2是本发明的转向架与抗蛇行减振系统和垂向减振系统结构示意图。

[0041] 图3是本发明的车体异常抖动时刻抗蛇行减振器姿态。

[0042] 图4是本发明的主动控制处理器示意图。

[0043] 图中：1-车体；2-转向架；3-主动控制处理器；4-第一加速度传感器；5-第二加速度传感器；6-抗蛇行减振器；7-第一减振座；8-第二减振座；9-垂向 减振器；10-第三减振座；
11-第四减振座；12-修正加速度传感器。

具体实施方式

[0044] 实施例：

[0045] 参照图1-4，是本发明的结构示意图，一种控制车体异常抖动装置，至少包括车体1和车体前后端的转向架2，主动控制处理器3；

[0046] 加速度传感系统，设置在车体1上，该加速度传感系统与主动控制处理器3电性连接；抗蛇行减振系统，该抗蛇行减振系统分别设置在车体1前后端两侧与转向架2之间，并与
主动控制处理器3电性连接；垂向减振系统，该垂向减振系统分别设置在车体1前后端两侧
与转向架2之间，并与主动控制处理器3电性连接。

[0047] 所述主动控制处理器3包括数据采集模块、数据分析模块和数据阈值判断模块，所述数据采集模块与加速度传感系统、抗蛇行减振系统和垂向减振系统电性连接。

[0048] 所述加速度传感系统包括第一加速度传感器4、第二加速度传感器5和修正加速度传感器12，所述第一加速度传感器4设置在车体1的左边梁纵向中部,第二加速度传感器5设
置在右边梁纵向中部，所述修正加速度传感器12设置在车体1一端的枕梁横向端部上，所述
第一加速度传感器4、第二加速度传感器5和修正加速度传感器12分别与主动控制处理器电
性连接，所述第一加速度传感器4、第二加速度传感器5和修正加速度传感器12分别测试车
体1的左边梁纵向中部、右边梁纵向中部和枕梁横向端部的垂向加速度和横向加速度。

[0049] 所述抗蛇行减振系统包括抗蛇行减振器6、第一减振座7和第二减振座8，所述第一减振座7与车体1下表面通过螺栓连接，所述抗蛇行减振器6一端与第一减振座7铰接，所述
第二减振座8固定在转向架2的构架下部外侧面，所述第二减振座8位于第一减振座7下侧
方，所述抗蛇行减振器6另一端与第二减振座8铰接，所述抗蛇行减振器6与主动控制处理器
3电性连接。

[0050] 所述垂向减振系统包括垂向减振器9、第三减振座10和第四减振座11，所述第三减振座10与车体1之间通过螺栓连接，所述垂向减振器一端与第三减振座铰接，所述第四减振
座11固定在转向架2构架的底端，所述第四减振座11位于第三减振座10下方，所述垂向减振
器另一端与第四减振座11铰接，所述垂向减振器9与主动控制处理器3电性连接。

[0051] 实际使用时：通过主动控制器3的数据测试模块和加速度传感器系统测试车体1在移动时3处测定的垂向和横向加速度，然后通过数据分析模块对数据处理并计算，在通过数
据阈值判断模块对车体1是否发生异常抖动问题进行判断，判定主要思路为：当车体1左、右
边梁中部横向加速度同相位，5～12Hz带通滤波后谐波幅值高于0.08g，持续时间超过1秒，
车体1左、右边梁中部垂向加速度反相位，5～12Hz带通滤波后谐波幅值高于0.08g，持续时
间超过1秒，并且利用修正加速度传感器测试数据为主动控制处理器3提供判定车体是否抖
动的依据，其作用为修正判定结果，防止非一阶菱形模态导致的弹性共振而产生误报。最终
满足判定规则时，则判定车体异常抖动，然后对车体1与转向架2之间的四个抗蛇行减振系
统和四个垂向减振系统发出主动控制载荷信号，控制每个抗蛇行减振系统和垂向减振系统
相应的作用量，消除车体1异常抖动。

[0052] 具体原理为：由于动车组车体1异常抖动是一个循环往复过程，本实施例以某一振动幅值最大时姿态进行说明，如图3所示，在车体纵向上，抗蛇行减振器均处于所在车体端
枕梁内侧位置，则通过主动控制处理器3控制前部转向架2左侧抗蛇行减振器6伸长，给与车
体1前部左侧的第一减振座7推力，控制前部转向架2右侧抗蛇行减振器6缩短，给前部右侧
的第一减振座7拉力，车体1底架产生变形；同时，通过主动控制处理器3控制车体1后部左侧
转向架2抗蛇行减振器6缩短，给车体1后部左侧的第一减振座7拉力，控制车体1后部右侧转
向架2的抗蛇行减振器6伸长，给车体1后部右侧的第一减振座7推力，使转向架2蛇行运动同
相位、同幅值、同频率，根据模态叠加法，即可消除或抑制由于转向架蛇行运动引起的异常
抖动问题。

[0053] 同理对于垂向减振系统，由于异常抖动时刻，前后转向架2处车体表现为同相位侧滚振动，则可以通过控制前部转向架2、后部转向架2反相位侧滚运动消除车体的一阶菱形
模态共振。控制前部转向架2左侧垂向减振器9缩短，给车体1前部左侧的第三减振座10拉
力，控制前部转向架2右侧垂向减振器9伸长，给车体1前部右侧的第三减振座10推力，车体1
底架产生变形；同时，通过主动控制处理器3控制后部转向架2左侧垂向减振器9伸长，给车
体1后部左侧的第三减振座10推力，控制后部转向架2右侧垂向减振器9缩短，给车体1后部
右侧的第三减振座10拉力，使转向架2侧滚运动反相位、同幅值、同频率，根据模态叠加法，
即可消除或抑制由于转向架侧滚运动引起的异常抖动问题。

[0054] 具体实施步骤为：

[0055] 步骤一，主动控制处理器(3)通过加速度传感系统实时采集左边梁中部、右边梁中部及枕梁三处的横向和垂向的六个振动加速度aL_Z(t)、aL_Y(t)、aR_Z(t)、aR_Y(t)、aB_Z(t)、aB_Y(t)，以及车体(1)前后端两侧的四处抗蛇行减振器载荷Fksx_FL(t)、Fksx_FR(t)、Fksx_RL(t)、Fksx_RR(t)，四处垂向减振器载荷Fsv_FL(t)、Fsv_FR(t)、Fsv_RL(t)、Fsv_RR(t)，Z和Y分别表示车体的垂向和横向，L、R代表左、右边梁测点，B代表枕梁修正加速度测点；ksx代表抗蛇行减振
器，sv代表垂向减振器，FL代表前转向架左侧，FR代表前转向架右侧，RL代表后转向架左侧，
RR代表后转向架右侧，t表示时间，测试时采样频率为fs，要求在100Hz及以上；

[0056] 步骤二，在步骤一的基础上，主动控制处理器(3)将步骤一得到的实时数据处理并记录，然后根据主动控制处理器(3)内预先设置的判断逻辑判定车体(1)是否发生异常抖动
现象，具体处理和判断流程为：

[0057] 数据预处理：

[0058] 每0.5s主动控制处理器进行1次数据处理，处理t-1时刻至t时刻之间长度为1s的加速度数据，即数据处理窗的大小为1s，窗的滑移为0.5s，定义该加速度数据为aL_Z(n)、aL_Y
(n)、aR_Z(n)、aR_Y(n)、aB_Z(n)、aB_Y(n)，由于数据长度为1s，n值即为采样频率值，

[0059] 利用带通滤波器对加速度数据aL_Z(n)、aL_Y(n)、aR_Z(n)、aR_Y(n)、aB_Z(n)、aB_Y(n)进行5～12Hz带通滤波，得到滤波后的加速度数据为aL_Z_bp(n)、aL_Y_bp(n)、aR_Z_bp(n)、aR_Y_bp(n)、aB_Z_bp(n)、aB_Y_bp(n)；

[0060] 相位关系判定：

[0061] 以aL_Z_bp(n)、aR_Z_bp(n)为分析对象，计算车体左、右边梁垂向加速度平均斜率kZ，即：

[0062]

[0063] 同理以aL_Y_bp(n)、aR_Y_bp(n)为分析对象，计算车体左、右边梁横向加速度平均斜率kY，即：

[0064]

[0065] 当满足kZ<0，kY>0时，则判定左、右边梁垂向振动反相位，横向振动同相位，否则停止判定，等待下一次0.5s判定；

[0066] 阈值判定：

[0067] 当满足相位判定kZ<0，kY>0，再进行阈值判定，分别对aL_Z_bp(n)、aR_Z_bp(n)、aL_Y_bp(n)、aR_Y_bp(n)、aB_Z_bp(n)、aB_Y_bp(n)进行峰谷值提取，然后对提取后的峰谷值取绝对值，计算峰谷值的绝对值的平均值，分别表示为aL_Z_bp_mean_peak、aL_Y_bp_mean_peak、aR_Z_bp_mean_peak、aR_Y_bp_mean_peak、aB_Z_bp_mean_peak、aB_Y_bp_mean_peak,如果同时满足如下六条判据，则判定车体发生异常抖动，否则停止处理，等待下一个0.5s进行数据处理，判据如下：

[0068]

[0069] 当判定车体发生异常抖动时，通过主动控制处理器(3)对抗蛇行减振器(6)和垂向减振器(9)发出主动控制载荷信号，

[0070] 主动控制载荷信号确定过程为：提取t-1时刻至t时刻之间长度为1s的四处抗蛇行减振器载荷Fksx_FL(n)、Fksx_FR(n)、Fksx_RL(n)、Fksx_RR(n)和四处垂向减振器载荷Fsv_FL(n)、Fsv_FR(n)、Fsv_RL(n)、Fsv_RR(n)，

[0071] 通过频域FFT分析获取四处抗蛇行减振器载荷主频fksx_FL、fksx_FR、fksx_RL、fksx_RR，通过获得的四个载荷主频fksx_FL、fksx_FR、fksx_RL、fksx_RR获得抗蛇行减振器载荷主频的平均值fksx，由于车体发生异常抖动时，前、后转向架(2)蛇行运动反相位，为了抑制车体异常抖动，需要控制前、后转向架的蛇行运动为同相位，这需要使前转向架左、右抗蛇行减振器载荷均
滞后90度，后转向架左、右抗蛇行减振器载荷均提前90度，具体操作为：

[0072] 求取滞后和提前时间τ，τ＝(1/fksx)×0.25s，则向抗蛇行减振器(6)发出的主动控制载荷信号为Fksx_FL(t+τ)、Fksx_FR(t+τ)、Fksx_RL(t-τ)、Fksx_RR(t-τ)，

[0073] 同理对垂向减振器发出的主动控制载荷信号为Fsv_FL(t+τ)、Fsv_FR(t+τ)、Fsv_RL(t-τ)、Fsv_RR(t-τ)；

[0074] 步骤三，将步骤二发出的主动控制载荷信号分别发送至车体(1)前后端两侧的抗蛇行减振器(6)和垂向减振器(9)，使前端转向架(2)左、右抗蛇行减振器(6)和垂向减振器
(9)的载荷分别比原有载荷滞后90度相位，使后端转向架(2)左、右抗蛇行减振器(6)和垂向
减振器(9)的载荷分别比原有载荷提前90度相位，载荷幅值保持原有幅值，实现前后转向架
同相位、同频率、同幅值蛇行运动，实现前后转向架反相位、同频率、同幅值侧滚运动；

[0075] 步骤四，在步骤三发出主动控制载荷信号后，主动控制处理器仍然按照原有每隔0.5s进行判定，若仍然判定车体异常抖动，则持续发出上一时刻获得的抗蛇行减振器主动
控制载荷信号Fksx_F(Lt+τ)、Fksx_FR(t+τ)、Fksx_RL(t-τ)、Fksx_RR(t-τ)和垂向减振器主动控制载荷信号Fsv_F(Lt+τ)、Fsv_FR(t+τ)、Fsv_RL(t-τ)、Fsv_RR(t-τ)，若判定车体没有发生异常抖动，则停止向抗蛇行减振器和垂向减振器发出主动控制载荷信号，恢复抗蛇行减振器和垂向减振
器原有特性，被动减振，并将发出的主动控制载荷信号清除，待下次存储，由此周而复始的
进行车体异常抖动的监测和控制。

[0076] 本发明的第一加速度传感器4、第二加速度传感器5和修正加速度传感器12分别可以设置多个，为节约成本，第一加速度传感器4、第二加速度传感器5和修正加速度传感器12
分别设置1个较佳。

[0077] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下
作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。