ES2953526T3 - Método y aparato para controlar un amortiguador antiguiñada - Google Patents
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Abstract
Se proporciona un método para controlar un amortiguador anti-guiñada. El método comprende: adquirir una señal de aceleración transversal de una estructura y realizar un primer procesamiento previo de la señal de aceleración transversal; adquirir la diferencia de presión entre dos cavidades de pistón de un amortiguador antigiro y realizar un segundo procesamiento previo de la diferencia de presión; obtener, según un primer resultado de preprocesamiento y un segundo resultado de preprocesamiento, un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT del momento actual y un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT del momento anterior, y comparar el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT del momento actual con el Valor de la función objetivo del algoritmo MPPT del momento anterior; y controlar, según un resultado de comparación, una dirección de ajuste de una válvula proporcional electromagnética del amortiguador antidesvío. Según el método, se puede ajustar en tiempo real la fuerza de amortiguación de un amortiguador antigiro, mejorando así la adaptabilidad del amortiguador en diferentes estados de desgaste de las ruedas y la estabilidad cinética de una unidad de tren de motor. También se proporciona un aparato para controlar un amortiguador anti-guiñada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y aparato para controlar un amortiguador antiguiñada
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica la prioridad de solicitud china No. 201910318241.3 presentada el 19 de abril de 2019, titulado "Method and Apparatus for Controlling Anti-Yaw Damper".
Campo de la tecnología
La presente descripción se refiere al campo del control de amortiguadores, en particular a un método y aparato para controlar un amortiguador antiguiñada.
Antecedentes de la invención
Con los progresos sociales y el desarrollo económico, la industria del transporte ha impactado profundamente la vida de la gente común. El transporte ferroviario es una fuerza principal del transporte en China. Como uno de las potencias de tracción del transporte ferroviario, la locomotora eléctrica se está desarrollando rápidamente.
Uno de los factores clave para garantizar la operación segura de las locomotoras es el bogie, que juega un papel muy importante en la seguridad, el confort, la fiabilidad operativa de las locomotoras, así como también de reducir la fuerza dinámica en las vías y reducir la contaminación ambiental. Un amortiguador antiguiñada es uno de los componentes importantes para mantener la estabilidad del bogie, y su ajuste de parámetros también es uno de los factores clave de la seguridad de la operación del tren, ver los documentos de la técnica anterior EP 0658466 A2 o DE 102009 053 801 A1por ejemplo.
Con el aumento de las millas-vehículo de viaje, la conicidad equivalente de la banda de rodadura de una rueda aumenta, lo que conduce al aumento continuo de la frecuencia de guiñada del tren, y también aumenta el momento de resistencia de rotación secundario requerido. Es muy difícil que los amortiguadores antiguiñada tradicionales con amortiguación no ajustable se adapten a los diferentes estados de desgaste de las ruedas. Para mejorar la adaptabilidad de las ruedas a los diferentes grados de desgaste y aumentar la estabilidad de la operación del tren, es muy necesario desarrollar un método de control para el amortiguador antiguiñada con un control activo.
El algoritmo MPPT apareció por primera vez en el campo fotovoltaico, donde MPPT significa "seguimiento del punto de máxima potencia". El principio central del algoritmo es: el punto de máxima potencia puede rastrearse de manera efectiva bajo condiciones que cambian rápidamente, de modo que los objetos controlados puedan operar en el punto de máxima potencia tanto como sea posible. El algoritmo MPPT ha sido ampliamente usado desde sus inicios, pero hasta la fecha no se ha encontrado ninguna aplicación del algoritmo MPPT en el control del amortiguador antiguiñada.
Resumen
Las modalidades de la presente descripción proporcionan un método de acuerdo con la reivindicación 1 y un aparato de acuerdo con la reivindicación 7, para controlar un amortiguador antiguiñada, en el que la fuerza de amortiguación del amortiguador antiguiñada se ajusta en tiempo real durante la operación del vehículo en base al control del algoritmo MPPT, para mejorar la estabilidad de la operación del tren.
Una modalidad de la presente descripción proporciona un dispositivo electrónico, de acuerdo con la reivindicación 8, que incluye una memoria, un procesador y programas informáticos almacenados en la memoria y ejecutables en el procesador. El procesador implementa las etapas del método para controlar un amortiguador antiguiñada proporcionado por las modalidades de la presente descripción cuando ejecuta los programas.
Una modalidad de la presente descripción proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio, de acuerdo con la reivindicación 9, en el que se almacenan programas informáticos, donde las etapas del método para controlar un amortiguador antiguiñada proporcionado por las modalidades de la presente descripción se implementan cuando los programas informáticos son ejecutados por un procesador.
En el método y el aparato para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con las modalidades de la presente descripción, al recolectar las señales de aceleración de vibración lateral del bastidor y las señales de las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada, el algoritmo MPPT con la aceleración lateral del bastidor y la presión hidráulica del amortiguador antiguiñada como objetos de control se usa para ajustar la fuerza de amortiguación del amortiguador antiguiñada en tiempo real, para mejorar la adaptabilidad del amortiguador antiguiñada bajo diferentes condiciones de desgaste de las ruedas, mejorando, de esta manera, la estabilidad cinética de la unidad de tren de motor.
Breve descripción de los dibujos
Para ilustrar más claramente las soluciones técnicas en las modalidades de la presente descripción o de la técnica anterior, se describirán más abajo los dibujos necesarios en la descripción de las modalidades o de la técnica anterior. Obviamente, los dibujos en la siguiente descripción son algunas modalidades de la presente descripción. Para los expertos en la técnica, pueden obtenerse otros dibujos de acuerdo con estos dibujos pagando trabajo creativo.
La Figura 1 es un diagrama de flujo de un método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con una modalidad de la presente descripción;
La Figura 2 es un oscilógrafo de una aceleración lateral de un bastidor de acuerdo con una modalidad de la presente descripción;
La Figura 3 es un oscilógrafo de un promedio móvil de una aceleración lateral de un bastidor de acuerdo con una modalidad de la presente descripción;
La Figura 4 es un diagrama de bloques de un aparato para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con una modalidad de la presente descripción; y
La Figura 5 es un diagrama esquemático de una estructura física de un dispositivo electrónico, de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.
Descripción detallada de la invención
Para hacer más claros los objetivos, las soluciones técnicas y las ventajas de las modalidades de la presente descripción, las soluciones técnicas en las modalidades de la presente descripción se describirán clara y completamente junto con los dibujos en las modalidades de la presente descripción. Obviamente, las modalidades descritas son parte de las modalidades de la presente descripción, no todas ellas. En base a las modalidades de la presente descripción, todas las otras modalidades obtenidas por los expertos en la técnica sin trabajo creativo pertenecen al alcance de protección de la presente descripción.
Como se muestra en la Figura 1, un método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con una modalidad de la presente descripción incluye:
Etapa 101, obtener señales de aceleración lateral de un bastidor y realizar un primer preprocesamiento sobre las señales de aceleración lateral.
La Figura 2 muestra datos de aceleración de vibración lateral de un bastidor recolectado mediante sensores de aceleración. En la Figura 2, el eje horizontal es el tiempo y el eje vertical es el valor de aceleración lateral del bastidor. El intervalo de tiempo de muestreo depende de la frecuencia de muestreo de los sensores de aceleración y expresa una relación recíproca con la frecuencia de muestreo. Por ejemplo, cuando la frecuencia de muestreo Fs es de 100 Hz, se recolectarán 100 valores de aceleración en 1 segundo. En una modalidad de la presente descripción, para obtener los parámetros requeridos para el procesamiento subsecuente, es necesario realizar un primer preprocesamiento en las señales de aceleración lateral, y el método de preprocesamiento puede incluir realizar un filtrado y un procesamiento de promedio móvil en el señales.
Etapa 102, obtener una diferencia de presión entre dos cámaras de un pistón del amortiguador antiguiñada y realizar un segundo preprocesamiento sobre la diferencia de presión.
En una modalidad de la presente descripción, los valores de la intensidad de la presión de las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada son recolectadas mediante sensores de presión, y los valores de presión respectivos de las dos cámaras del pistón se calculan de acuerdo con las respectivas áreas de las dos cámaras del pistón, para obtener la diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón. Debido a que la diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón puede obtenerse en cada momento, la diferencia de presión se somete a un segundo preprocesamiento. El método de preprocesamiento puede incluir filtrado de señal y procesamiento de promedio móvil.
Etapa 103, obtener un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento actual y un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo de acuerdo con los resultados del primer preprocesamiento y los resultados del segundo preprocesamiento, y comparar el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento actual con el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo.
El principio central del algoritmo MPPT es: el punto de máxima potencia puede rastrearse de manera efectiva bajo condiciones que cambian rápidamente, para hacer que los objetos controlados operen en el punto de máxima potencia tanto como sea posible. En una modalidad de la presente descripción, cuando el algoritmo MPPT se aplica al control de amortiguadores del tren, es necesario obtener la función objetivo del algoritmo MPPT de acuerdo con los resultados del primer preprocesamiento de las señales de aceleración lateral y los resultados del segundo preprocesamiento de las diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón en las etapas anteriores. En el amortiguador antiguiñada, la fuerza de amortiguación del amortiguador puede ajustarse al ajustar la dirección de la válvula proporcional electromagnética, para mejorar la adaptabilidad del amortiguador antiguiñada bajo diferentes condiciones de desgaste de las ruedas. En una modalidad de la presente descripción, para determinar si ajustar la dirección de control de la válvula proporcional electromagnética, es necesario obtener el valor de la función objetivo MPPT en el momento actual y el valor de la función objetivo MPPT en el momento previo, y comparar los dos valores de la función objetivo.
Etapa 104, controlar la dirección de ajuste de una válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada.
En el amortiguador antiguiñada, la fuerza de amortiguación del amortiguador puede ajustarse al ajustar la dirección de control de la válvula proporcional electromagnética, para mejorar la adaptabilidad del amortiguador antiguiñada bajo diferentes condiciones de desgaste de las ruedas. En una modalidad de la presente descripción, la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética puede controlarse al comparar el valor de la función objetivo MPPT en el momento actual con el valor de la función objetivo MPPT en el momento previo. Por ejemplo, de acuerdo con el resultado de la comparación de los valores de la función objetivo, la dirección de ajuste de la válvula proporcional magnética puede mantenerse o cambiarse.
En el método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con las modalidades de la presente descripción, al recolectar las señales de aceleración de vibración literal del bastidor y las señales de presión de dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada, el algoritmo MPPT con la aceleración lateral del bastidor y las presiones de dos cámaras del pistón como objetos de control se usan para controlar la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada, para controlar la fuerza de amortiguación del amortiguador antiguiñada en tiempo real. Por lo tanto, se mejoran la adaptabilidad del amortiguador antiguiñada bajo diferentes condiciones de desgaste de las ruedas y la estabilidad dinámica de la unidad de tren de motor.
Como se muestra en la Figura 1, en la etapa 101, se debe realizar el primer preprocesamiento de la aceleración lateral del bastidor. En una modalidad de la presente descripción, el primer método de preprocesamiento puede ser las etapas a1 a a2 que no se muestran en la Figura 1, de la siguiente manera:
Etapa a1, realizar un filtrado de paso de banda sobre las señales de aceleración lateral del bastidor.
En una modalidad de la presente descripción, las señales de aceleración se someten a un filtrado de paso de banda de acuerdo con el estándar EN14363-2016, que es un estándar nacional no obligatorio para la prueba de rendimiento y estabilidad operativa de vehículos ferroviarios. En este estándar, se estipula que el filtro de paso de banda f0±2 Hz se usa para filtrar las señales relacionadas con las condiciones de evaluación de la marcha inestable del vehículo. En una modalidad de la presente descripción, en base al valor de aceleración lateral recolectado en la etapa 101, las señales en el dominio del tiempo se convierten en señales en el dominio de la frecuencia mediante la transformada rápida de Fourier. En esta etapa, la frecuencia más prominente en la señal del espectro de la transformada de Fourier, es decir, la frecuencia dominante, se representa por f0. En base al valor de la frecuencia dominante f0, las señales de aceleración lateral son filtradas por el filtro de paso de banda f0±2 Hz, de modo que solamente se retienen las señales en el intervalo de 2 Hz cerca de la frecuencia dominante.
Etapa a2, realizar un promedio móvil sobre las señales de aceleración lateral filtradas en la etapa a1.
La Figura 3 muestra una oscilografía del promedio móvil de las señales de aceleración lateral en una modalidad de la presente descripción. Como se muestra en la Figura 3, la Etiqueta A representa el valor de aceleración sujeto al filtrado de paso de banda, y la Etiqueta B (marca de cruz) representa el valor de aceleración sujeto al promedio móvil. Durante la prueba, la velocidad del tren es de 280 km/h, es decir, 77,8 m/s, se toma la ventana de datos correspondiente a 500 m de distancia, es decir, 500/77,8=6,4 s, en otras palabras, se toma la ventana de aceleración de la Figura 2 como 6,4 s. De acuerdo con el principio del promedio móvil, los datos en la ventana de datos se elevan al cuadrado, se suman y se promedian, y luego se les hace una raíz cuadrada para obtener el valor
para reemplazar el valor de aceleración original, donde a' representa el valor de la aceleración sujeto al promedio móvil, a1 , a2 , ... an representan los n valores de aceleración recolectados, y n representa el número. La ventana se mueve a su vez, los valores en la ventana se someten aun promedio móvil para reemplazar el valor actual, obteniendo, de esta manera, el valor de aceleración lateral promedio móvil final.
En una modalidad de la presente descripción, de acuerdo con las disposiciones del estándar EN14363-2016, las señales en el intervalo de 2 Hz cerca de la frecuencia dominante de las señales de aceleración lateral se retienen mediante filtrado de paso de banda y otras señales de interferencia de baja frecuencia son eliminadas. Luego, la ventana de datos se usa para realizar un promedio móvil en la señal filtrada, eliminando, de esta manera, los factores de fluctuación accidental. Además, las señales se procesan mediante el uso de un promedio móvil, que es un algoritmo simple con menos esfuerzo computacional, lo que permite un procesamiento rápido y en tiempo real de datos no estacionarios.
Como se muestra en la Figura 1, en la etapa 102, se va a obtener la diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada, y la diferencia de presión se somete a un segundo preprocesamiento. En una modalidad de la presente descripción, las etapas b1 a b3, que no se muestran en la Figura 1, puede tomarse para
obtener la diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada y realizar el segundo preprocesamiento de las señales de diferencia de presión. Las etapas específicas son los siguientes:
Etapa b1, recolectar señales de intensidad de presión de las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada y áreas de las dos cámaras del pistón para obtener las respectivas presiones de las dos cámaras del pistón.
En una modalidad de la presente descripción, las áreas de las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada se establecen como S1 y S2 respectivamente, y los valores de intensidad de presión recolectados mediante los sensores de presión en cada momento son P1 y P2 respectivamente. La intensidad de presión se multiplica por el área para obtener el valor de presión, de modo que pueden obtenerse los respectivos valores de presión de las dos cámaras del pistón en cada momento.
Etapa b2, calcular la diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón y realizar un filtrado de paso bajo sobre la diferencia de presión.
De acuerdo con los valores de presión respectivos de las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada en cada momento obtenidos en la etapa b1, se calcula la diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón en cada momento, y se somete la diferencia de presión al filtrado de paso bajo; la frecuencia de corte se toma como ft, es decir, se filtran las señales de ruido con frecuencias superiores a ft.
Etapa b3, realizar un promedio móvil en la diferencia de presión filtrada, estableciendo la diferencia de presión sujeta al promedio móvil como una fuerza de amortiguación emitida por el amortiguador antiguiñada.
En una modalidad de la presente descripción, se realiza un promedio móvil sobre la diferencia de presión filtrada de la misma manera que en la etapa a2, y el resultado del promedio móvil se toma como la fuerza de amortiguación F emitida por el amortiguador antiguiñada.
En una modalidad de la presente descripción, los componentes de alta frecuencia de la señal se eliminan al realizar el filtrado de paso bajo en la señal de diferencia de presión para lograr una eliminación de ruido suave. Luego, la ventana de datos se usa para realizar un promedio móvil en la señal filtrada, para eliminar los factores de fluctuación accidental. Además, es simple en algoritmo y pequeño en cantidad de cálculo para procesar las señales por promedio móvil, y los datos no estacionarios pueden procesarse rápidamente y en tiempo real.
Como se muestra en la Figura 1, en la etapa 103, el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento actual y el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo se obtienen de acuerdo con los resultados del primer preprocesamiento y los resultados del segundo preprocesamiento, y el valor de la función objetivo del algoritmo Mp Pt en el momento actual se compara con el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo. En una modalidad de la presente descripción, las etapas c1 a c2, que no se muestran en la Figura 1, puede tomarse para obtener el valor de la función objetivo MPPT y comparar el valor de la función objetivo del momento actual y el del momento previo. Las etapas específicas son los siguientes:
Etapa c1, obtener la función objetivo J(T) del algoritmo MPPT en el momento actual t, donde J(t) = w1*La2 w2*F2, w1 representa el peso de la aceleración lateral del bastidor, w2 representa el peso de la fuerza de amortiguación, La representa el valor de la aceleración lateral sujeto al promedio móvil y F representa la fuerza de amortiguación.
El principio central del algoritmo MPPT es: el punto de máxima potencia puede rastrearse de manera efectiva bajo condiciones que cambian rápidamente, para hacer que los objetos controlados operen en el punto de máxima potencia tanto como sea posible. En una modalidad de la presente descripción, cuando se aplica el algoritmo MPPT al control de amortiguador del tren, la función objetivo J(t) del algoritmo debe rediseñarse. En una modalidad de la presente descripción, la función objetivo J(t)=w1 *La2+w2*F2, donde w1 representa el peso de la aceleración lateral del bastidor, w2 representa el peso de la fuerza de amortiguación, La representa el valor de la aceleración lateral después del promedio móvil y F representa la fuerza de amortiguación.
Etapa c2, comparar el valor de la función objetivo J(t) con el valor de la función objetivo J(t-1) en el momento previo.
En el amortiguador antiguiñada, la fuerza de amortiguación del amortiguador puede ajustarse al ajustar la válvula proporcional electromagnética, para mejorar la adaptabilidad del amortiguador antiguiñada en diferentes condiciones de desgaste de las ruedas. En una modalidad de la presente descripción, para determinar la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética, es necesario obtener el valor de la función objetivo J(t) en el momento actual y el valor de la función objetivo J(t-1) en el momento previo, y comparar los dos valores de la función objetivo.
En una modalidad de la presente descripción, se establece una función objetivo con aceleración lateral y fuerza de amortiguación como objetos de control de acuerdo con el principio del algoritmo MPPT, de modo que la fuerza de amortiguación del amortiguador antiguiñada puede ajustarse al comparar los valores de la función objetivo.
Como se muestra en la Figura 1, en la etapa 104 puede controlarse la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada de acuerdo con el resultado de la comparación entre el valor de la función objetivo MPPT en el momento actual y el valor de la función objetivo MPPT en el momento previo. En una modalidad de la presente descripción, de acuerdo con el resultado de la comparación entre los valores de la función objetivo MPPT, existen dos modos de control diferentes para la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética.
Modo 1, cuando J(t) es menor que J(t-1), la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada permanece sin cambios.
En una modalidad de la presente descripción, si el valor de la función objetivo J(t) en el momento actual es menor que el valor de la función objetivo J(t-1) en el momento previo, es decir, cuando el valor de la función objetivo se vuelve más pequeño, la dirección de ajuste actual de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada debe mantenerse, de modo que la aceleración lateral del bastidor y la fuerza de amortiguación emitida por el amortiguador antiguiñada continúen disminuyendo, asegurando, de esta manera, la estabilidad de la operación.
Modo 2, cuando J(t) es igual o mayor que J(t-1), se cambia la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada.
En una modalidad de la presente descripción, si el valor de la función objetivo J(t) en el momento actual es mayor que el valor de la función objetivo J(t-1) en el momento previo, es decir, cuando el valor de la función objetivo se vuelve mayor, la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada debe cambiarse para reducir la aceleración lateral del bastidor y la fuerza de amortiguación emitida por el amortiguador antiguiñada, mejorando, de esta manera, la estabilidad de la operación.
En una modalidad de la presente descripción, de acuerdo con el principio del algoritmo MPPT, se establece una función objetivo con aceleración lateral y fuerza de amortiguación como objetos de control. Cuando el valor de la función objetivo se vuelve más pequeño, la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética se mantiene, de modo que la aceleración lateral del bastidor y la fuerza de amortiguación emitida por el amortiguador antiguiñada continúan disminuyendo. Cuando el valor de la función objetivo se vuelve mayor, la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética se cambia para reducir la aceleración lateral del bastidor y la fuerza de amortiguación emitida por el amortiguador antiguiñada. La fuerza de amortiguación del amortiguador se ajusta en tiempo real en base al cambio del valor de la función objetivo para garantizar que el tren marche en un estado estable.
Con el fin de verificar la eficacia del método proporcionado por las modalidades de la presente descripción, durante el proceso de prueba, cuando el vehículo marcha en línea recta, los datos relevantes se recolectan y procesan de acuerdo con el método proporcionado por las modalidades de la presente descripción para controlar la aceleración lateral del bastidor y la fuerza de amortiguación del amortiguador. En este momento, se monitorea la fuerza lateral del eje y la aceleración lateral del bastidor, y los resultados del monitoreo se comparan con los límites de estabilidad del vehículo del estándar EN14363, de modo que se determina la estabilidad del vehículo.
En el estándar EN14363, el límite de la fuerza lateral del eje es:
donde, P es el peso de un eje. El límite de la aceleración lateral del bastidor es:
Durante la prueba, se monitorean cuatro ejes WS 1 a WS4 de un vagón. Los resultados de la monitorización muestran que cuando no se adopta el algoritmo de control MPPT, las fuerzas laterales y las aceleraciones de los cuatro ejes superan los límites del estándar EN14363, ya que la velocidad del vehículo alcanza unos 330 km/h, por lo que el vehículo marcha de forma inestable.
Cuando se adopta el algoritmo de control MPPT, y cuando el peso de la aceleración lateral w1 del bastidor se toma como 1 y el peso w2 de la fuerza de amortiguación del amortiguador se toma como 1, a un nivel de velocidad de 300 km/h a 400 km/h, la fuerza lateral del eje y la aceleración lateral del bastidor están dentro de los límites del estándar EN14363, por lo que el vehículo puede marchar de manera estable.
Cuando el peso w2 de la fuerza de amortiguación del amortiguador es 0, la función objetivo J(t) en la etapa 107 mencionado anteriormente solamente toma la aceleración lateral del bastidor como el objeto de control. Cuando la velocidad del vehículo es de 300 km/h a 400 km/h, la fuerza lateral del eje y la aceleración lateral del bastidor están dentro de los límites del estándar EN14363 y el vehículo puede marchar de manera estable.
La Figura 4 ilustra un aparato para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con una modalidad de la presente descripción. Como se muestra en la Figura 4, el aparato para controlar un amortiguador antiguiñada 400 incluye:
un primer preprocesador 401, configurado para obtener señales de aceleración lateral de un bastidor y realizar un primer preprocesamiento sobre las señales de aceleración lateral;
un segundo preprocesador 402, configurado para obtener una diferencia de presión entre dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada y realizar un segundo preprocesamiento sobre la diferencia de presión;
un comparador 403, configurado para obtener un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento actual y un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo de acuerdo con los resultados del primer preprocesamiento y los resultados del segundo preprocesamiento, y comparar el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento actual con el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo; y
un controlador 404, configurado para controlar la dirección de ajuste de una válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada de acuerdo con el resultado de la comparación.
El aparato para controlar un amortiguador antiguiñada en base al algoritmo MPPT descrito en la modalidad puede usarse para implementar las modalidades del método mencionado anteriormente con principios y efectos técnicos similares, por lo que la modalidad del aparato no se repetirá aquí.
La Figura 5 ilustra un diagrama esquemático de una estructura física de un dispositivo electrónico, de acuerdo con una modalidad de la presente descripción. Como se muestra en la Figura 5, el dispositivo electrónico puede incluir: un procesador 510, una interfaz de comunicación 520, una memoria 530 y un bus de comunicación 540, donde el procesador 510, la interfaz de comunicación 520 y la memoria 530 se comunican entre sí a través del bus de comunicación 540. El procesador 510 puede llamar a las instrucciones lógicas en la memoria 530 para ejecutar las modalidades del método mencionadas anteriormente con principios y efectos técnicos similares, por lo que la modalidad del aparato no se repetirá aquí.
Además, las instrucciones lógicas en la memoria 530 pueden implementarse en forma de unidades funcionales de software y pueden almacenarse en un medio de almacenamiento legible por ordenador cuando se venden o usan como productos independientes. Las soluciones técnicas de la presente descripción o parte de las soluciones técnicas pueden incorporarse en forma de un producto de software, que se almacena en un medio de almacenamiento e incluye varias instrucciones para habilitar un dispositivo informático (que puede ser un ordenador personal, un servidor, un dispositivo de red, etc.) para realizar todas o parte de las etapas del método en diversas modalidades de la presente descripción. Los medios de almacenamiento mencionados anteriormente incluyen: Disco U, disco duro móvil, memoria de solo lectura (ROM), memoria de acceso aleatorio (RAM), disco magnético, disco compacto y otros medios que pueden almacenar códigos de programa.
Una modalidad de la presente descripción proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio. El medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio almacena instrucciones de ordenador que provocan que un ordenador ejecute los métodos proporcionados por las modalidades de métodos mencionadas anteriormente con principios y efectos técnicos similares, por lo que la modalidad del aparato no se repetirá aquí.
Las modalidades de aparatos mencionadas anteriormente son meramente ilustrativas, en donde las unidades descritas como componentes separados pueden o no estar separadas físicamente, y los componentes mostrados como unidades pueden o no ser unidades físicas, es decir, pueden estar ubicados en un lugar o distribuidos a través de múltiples unidades de red. Algunos o todos los módulos pueden seleccionarse de acuerdo con las necesidades reales para lograr el propósito de las modalidades. Los expertos en la técnica pueden comprenderlos e implementarlos sin pagar trabajo creativo.
A través de la descripción anterior de los métodos de implementación, los expertos en la técnica pueden comprender claramente que las diversas modalidades pueden implementarse esencialmente o la parte que contribuye a la técnica anterior por medio del software y la plataforma de hardware general necesaria y, por supuesto, por medio de hardware. En base a tal comprensión, una parte de las soluciones técnicas, que es esencial o contribuye a la técnica anterior, puede incorporarse en forma de productos de software. Los productos de software pueden almacenarse en medios de almacenamiento legibles por ordenador, tales como ROM/RAM, disco magnético, disco compacto, incluidas varias instrucciones para provocar que un dispositivo informático (que puede ser un ordenador personal, un servidor o un dispositivo de red) realice la métodos descritos en diversas modalidades o una parte de las modalidades.
Finalmente, se debe señalar que las modalidades anteriores solamente se usan para ilustrar las soluciones técnicas de la presente descripción, no para limitarlas; aunque la presente descripción se ha descrito en detalle con referencia a las modalidades mencionadas anteriormente, los expertos en la técnica deben comprender que aún pueden modificar las soluciones técnicas registradas en las modalidades mencionadas anteriormente, o hacer sustituciones equivalentes a una parte de las características técnicas del mismo, siempre que estas modificaciones o sustituciones estén cubiertas por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (9)
1. Un método para controlar un amortiguador antiguiñada, que comprende:
obtener señales de aceleración lateral de un bastidor y realizar un primer preprocesamiento sobre las señales de aceleración lateral;
obtener una diferencia de presión entre dos cámaras de un pistón de un amortiguador antiguiñada y realizar un segundo preprocesamiento sobre la diferencia de presión;
obtener un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT J(t) en el momento actual t de acuerdo con el resultado del primer preprocesamiento y el resultado del segundo preprocesamiento obtenidos en el momento actual y un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT J(t-1) en el momento previo (t-1) de acuerdo con el resultado del primer preprocesamiento y el resultado del segundo preprocesamiento obtenidos en el momento previo, y comparar el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento actual con el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo; y controlar la dirección de ajuste de una válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada de acuerdo con el resultado de la comparación;
en donde,
w1 representa el peso de una aceleración lateral de un bastidor, w2 representa el peso de una fuerza de amortiguación, La representa un valor de aceleración lateral sujeto a un promedio móvil y F representa la fuerza de amortiguación.
2. El método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer preprocesamiento comprende específicamente:
realizar un filtrado de paso de banda sobre las señales de aceleración lateral; y
realizar un promedio móvil sobre las señales de aceleración lateral filtradas.
3. El método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con la reivindicación 2, en donde obtener una diferencia de presión entre dos cámaras de un pistón de un amortiguador antiguiñada y realizar un segundo preprocesamiento de la diferencia de presión comprende específicamente:
recolectar señales de intensidad de presión y áreas de las dos cámaras del pistón del amortiguador antiguiñada para obtener las respectivas presiones de las dos cámaras del pistón;
calcular la diferencia de presión entre las dos cámaras del pistón y realizar un filtrado de paso bajo sobre la diferencia de presión.
realizar un promedio móvil sobre la diferencia de presión filtrada, y establecer la diferencia de presión sujeta al promedio móvil como una fuerza de amortiguación emitida por el amortiguador antiguiñada.
4 El método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el control de la dirección de ajuste de una válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada de acuerdo con el resultado de la comparación comprende específicamente:
mantener invariable la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada cuando J(t) es menor que J(t-1); o
cambiar la dirección de ajuste de la válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada cuando J(t) es igual a o mayor que J(t-1).
5. El método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con la reivindicación 2, en donde un filtro de paso de banda f0 ± 2 Hz se usa para realizar el filtrado de paso de banda en las señales de aceleración lateral, y f0 representa la frecuencia dominante.
6. El método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con la reivindicación 2, en donde realizar un promedio móvil en las señales de aceleración lateral filtradas comprende específicamente: configurar una ventana de datos, mover la ventana de datos en las señales de aceleración lateral filtradas y realizar un promedio móvil en los valores en la ventana de datos.
7. Un aparato para controlar un amortiguador antiguiñada, que comprende:
un primer preprocesador (401), configurado para obtener señales de aceleración lateral de un bastidor y realizar un primer preprocesamiento sobre las señales de aceleración lateral;
un segundo preprocesador (402) configurado para obtener una diferencia de presión entre dos cámaras de un pistón amortiguador antiguiñada y realizar un segundo preprocesamiento sobre la diferencia de presión; un comparador (403) configurado para obtener un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT J(t) en el momento actual t de acuerdo con el resultado del primer preprocesamiento y el resultado del segundo preprocesamiento obtenidos en el momento actual y un valor de la función objetivo del algoritmo MPPT J(t-1) en el momento previo (t-1) de acuerdo con el resultado del primer preprocesamiento y el resultado del segundo preprocesamiento obtenidos en el momento previo, y comparar el valor de la función objetivo del
algoritmo MPPT en el momento actual con el valor de la función objetivo del algoritmo MPPT en el momento previo; y
un controlador (404) configurado para controlar la dirección de ajuste de una válvula proporcional electromagnética del amortiguador antiguiñada de acuerdo con el resultado de la comparación;
en donde,
w1 representa el peso de una aceleración lateral de un bastidor, w2 representa el peso de una fuerza de amortiguación, La representa un valor de aceleración lateral sujeto a un promedio móvil y F representa la fuerza de amortiguación.
8. Un dispositivo electrónico, que comprende una memoria, un procesador y programas informáticos almacenados en la memoria y ejecutables en el procesador, en donde el procesador se configura para implementar las etapas del método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 cuando se ejecutan los programas informáticos.
9. Un medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio, en el que se almacenan programas informáticos, en donde las etapas del método para controlar un amortiguador antiguiñada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 se implementan cuando los programas informáticos se ejecutan mediante un procesador.
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