本發(fā)明涉及軌道領(lǐng)域，具體而言，涉及一種浮置板軌道及其振動(dòng)控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

目前，隨著城市交通的快速發(fā)展，振動(dòng)噪聲問(wèn)題日益嚴(yán)重，由于地鐵的振動(dòng)噪聲對(duì)環(huán)境和居民生活都帶來(lái)影響，成為人們關(guān)注地鐵建設(shè)的焦點(diǎn)。為了有效治理地鐵振動(dòng)噪聲問(wèn)題，往往會(huì)在軌道結(jié)構(gòu)上采取措施，比如，使用含有各類高分子材料的扣件、軌枕與道床系統(tǒng)等。目前，在城市地鐵軌道的結(jié)構(gòu)類型中，減振效果最好的是鋼彈簧隔振浮置板軌道結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，隨著新型智能化半主動(dòng)減振材料(如電流變與磁流變材料等)的不斷涌現(xiàn)，減振措施出現(xiàn)了多元化的發(fā)展趨勢(shì)，陸續(xù)出現(xiàn)了磁流變阻尼浮置板軌道。磁流變阻尼基本屬于庫(kù)侖阻尼，必須與控制策略相結(jié)合，否則容易出現(xiàn)適得其反的效果，比如，增大振動(dòng)噪聲，進(jìn)而導(dǎo)致浮置板軌道的低頻減振效果不好，不能有效抑制浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中不能有效抑制浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種浮置板軌道及其振動(dòng)控制方法和裝置，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中不能有效抑制浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種浮置板軌道的振動(dòng)控制方法。該浮置板軌道的振動(dòng)控制方法包括：獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向；根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力，其中，磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上；根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理。

進(jìn)一步地，獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向包括：獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度；如果振動(dòng)速度為正數(shù)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向；如果振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向；如果振動(dòng)速度為零，確定浮置板軌道不振動(dòng)。

進(jìn)一步地，在獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度之后，根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)；根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型包括：根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

進(jìn)一步地，根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型包括：獲取浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；根據(jù)浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的隔振器的支點(diǎn)力；獲取浮置板軌道的鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；根據(jù)鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度獲取浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力；根據(jù)隔振器的支點(diǎn)力和鋼軌支點(diǎn)反力建立動(dòng)力學(xué)模型。

進(jìn)一步地，根據(jù)隔振器的支點(diǎn)力和鋼軌支點(diǎn)反力建立動(dòng)力學(xué)模型包括：通過(guò)如下第一預(yù)設(shè)公式建立動(dòng)力學(xué)模型，其中，E_s用于表示浮置板軌道的彈性模量，I_s用于表示浮置板軌道的截面極慣性矩，Z_s(x_j,t)用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，M_s用于表示浮置板軌道的軌道板質(zhì)量，L_s用于表示浮置板軌道的軌道板長(zhǎng)度，N_p用于表示鋼軌扣件的數(shù)量，F(xiàn)_rsi(t)用于表示t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力，δ(x-x_i)和δ(x-x_j)為Dirac函數(shù)，N_f用于表示隔振器的數(shù)量，F(xiàn)_ssj(t)用于表示t時(shí)刻隔振器的支點(diǎn)力。

進(jìn)一步地，根據(jù)浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的隔振器的支點(diǎn)力包括：通過(guò)如下第二預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻隔振器的支點(diǎn)力F_ssj(t)：其中，K_sj用于表示第j個(gè)隔振器的彈簧剛度，Z_s(x_j,t)用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，C_sj用于表示第j個(gè)隔振器的第一粘滯阻尼系數(shù)，用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)速度，F(xiàn)_c用于表示阻尼力，用于表示符號(hào)函數(shù)。

進(jìn)一步地，根據(jù)鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度獲取浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力包括：通過(guò)如下第三預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力F_rsi(t)：其中，K_pi用于表示所述浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的剛度，Z_r(x_i,t)用于表示所述鋼軌扣件的垂向振動(dòng)位移，Z_s(x_j,t)用于表示所述浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，C_pi用于表示所述浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的所述第二粘滯阻尼系數(shù)，用于表示所述鋼軌扣件的垂向振動(dòng)速度，用于表示所述浮置板軌道的垂向振動(dòng)速度。

進(jìn)一步地，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振包括以下至少之一：根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的振動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的振動(dòng)位移進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的支點(diǎn)反力進(jìn)行調(diào)整。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種浮置板軌道的振動(dòng)控制。該浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置包括：獲取單元，用于獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向；控制單元，用于根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力，其中，磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上；建立單元，用于根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型；減振單元，用于根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理。

進(jìn)一步地，該控制單元包括：第一控制模塊，用于在振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向時(shí)，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的第一阻尼力；第二控制模塊，用于在振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向時(shí)，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的第二阻尼力；建立單元包括：第一建立模塊，用于在振動(dòng)方向?yàn)榈谝徽駝?dòng)方向時(shí)，根據(jù)第一阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第一動(dòng)力學(xué)模型；第二建立模塊，用于在振動(dòng)方向?yàn)榈诙駝?dòng)方向時(shí)，根據(jù)第二阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第二動(dòng)力學(xué)模型。

進(jìn)一步地，該獲取單元包括：第一獲取模塊，用于獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度；第二確定模塊，用于在振動(dòng)速度為正數(shù)時(shí)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向；第三確定模塊，用于在振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)時(shí)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向；第四確定模塊，用于在振動(dòng)速度為零時(shí)，確定浮置板軌道不振動(dòng)。

進(jìn)一步地，該裝置還包括：構(gòu)造單元，用于在獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度之后，根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)；建立單元用于根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

進(jìn)一步地，該建立單元包括：第二獲取模塊，用于獲取浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；第三獲取模塊，用于根據(jù)浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的隔振器的支點(diǎn)力；第四獲取模塊，用于獲取浮置板軌道的鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、和第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；第五獲取模塊，用于根據(jù)鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度獲取浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力；第三建立模塊，用于根據(jù)隔振器的支點(diǎn)力和鋼軌支點(diǎn)反力建立動(dòng)力學(xué)模型。

通過(guò)本發(fā)明，通過(guò)獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向；根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力，其中，磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上；根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振，由于通過(guò)在磁流變阻尼器的基礎(chǔ)上添加了根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力的控制策略，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能有效抑制浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了有效抑制浮置板軌道的低頻減振響應(yīng)的目的。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種浮置板軌道的振動(dòng)控制方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種磁流變阻尼隔振浮置板軌道的垂向動(dòng)力學(xué)模型；

圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種鋼軌垂向位移的示意圖；

圖3b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種浮置板垂向位移的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種浮置板支點(diǎn)反力1/3倍頻有效值的示意圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施力的一種浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請(qǐng)的實(shí)施例。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種浮置板軌道的振動(dòng)控制方法。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種浮置板軌道的振動(dòng)控制方法的流程圖。如圖1所示，該浮置板軌道的振動(dòng)控制方法包括以下步驟：

步驟S102，獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向。

在本發(fā)明上述步驟S102提供的技術(shù)方案中，獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向。

在軌道上部建筑與基礎(chǔ)間插入一固有振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于激振頻率的線性諧振器，也即，將具有一定質(zhì)量和剛度的混凝土道床板浮置在橡膠或者彈簧隔振器上，利用浮置板質(zhì)量慣性來(lái)平衡列車運(yùn)行引起的動(dòng)荷載，僅有沒(méi)有被平衡的動(dòng)荷載和靜荷載才通過(guò)鋼彈簧元件傳到路基或者隧道結(jié)構(gòu)上。浮置板軌道在使用過(guò)程中的振動(dòng)方向包括向上振動(dòng)和向下振動(dòng)。該振動(dòng)方向?yàn)楦≈冒宓倪\(yùn)動(dòng)方向。

步驟S104，根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力。

在本發(fā)明上述步驟S104提供的技術(shù)方案中，根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力，其中，磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上。

使自由振動(dòng)衰減的各種摩擦和其它阻礙作用為阻尼力。流變阻尼器是以提供運(yùn)動(dòng)的阻力，而安置在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上的可以提供運(yùn)動(dòng)的阻力，耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置，我們?yōu)樽枘崞?。?kù)侖阻尼來(lái)源于兩個(gè)相互摩擦的平面。庫(kù)侖阻尼的大小等于相互摩擦的兩個(gè)平面上的正壓力乘以其摩擦系數(shù)。一旦兩個(gè)平面有了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生庫(kù)倫阻尼力。庫(kù)侖阻尼力與摩擦平面的相對(duì)速度無(wú)關(guān)，也即，庫(kù)倫阻尼力和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量塊的速度無(wú)關(guān)。庫(kù)侖阻尼力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反。

浮置板的減振材料可以使用磁流變材料，磁流變阻尼器部署在該浮置板軌道上，由于磁流變阻尼基本屬于庫(kù)倫阻尼，必須與控制策略相結(jié)合，否則容易出現(xiàn)適得其反的效果。在獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向之后，根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力。比如，當(dāng)浮置板軌道向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的阻尼力，當(dāng)浮置板軌道向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的阻尼力。

步驟S106，根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

在本發(fā)明上述步驟S106提供的技術(shù)方案中，根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括軌道板彈性模量，截面極慣性矩，軌道板質(zhì)量，軌道板長(zhǎng)度，鋼軌扣件剛度，粘滯阻尼系數(shù)，浮置板的垂向振動(dòng)位移和速度，浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)力，隔振器支點(diǎn)力，一塊板上鋼軌扣件數(shù)量，一塊板下隔振器數(shù)量，隔振器剛彈簧剛度、粘滯阻尼系數(shù)。在根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力之后，根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。該動(dòng)力學(xué)模型可以通過(guò)車輛-鋼彈簧浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力模型建立。與傳統(tǒng)的車輛-磁流變阻尼隔振浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力模型相比，該動(dòng)力模型在浮置板自由梁上模型的基礎(chǔ)上，增加了磁流變阻尼的庫(kù)倫摩擦干元件，因此浮置板的自由梁垂向振動(dòng)方程與浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力、隔振器支點(diǎn)力有關(guān)，隔振器支點(diǎn)力由磁流變阻尼力獲得。在獲取浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)之后，根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

步驟S108，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理。

在本發(fā)明上述步驟S108提供的技術(shù)方案中，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理。

在根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型之后，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理?？梢杂行б种聘≈冒遘壍赖拇瓜蛭灰?、降低浮置板軌道的支點(diǎn)反力，達(dá)到有效抑制浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)的效果。

該實(shí)施例通過(guò)獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向；根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力，其中，磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上；根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振，由于通過(guò)在磁流變阻尼器的基礎(chǔ)上添加了根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力的控制策略，達(dá)到了提高浮置板軌道的低頻減振效果的目的。

作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力包括：如果振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的第一阻尼力；如果振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的第二阻尼力；根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型包括：如果振動(dòng)方向?yàn)榈谝徽駝?dòng)方向，根據(jù)第一阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第一動(dòng)力學(xué)模型；如果振動(dòng)方向?yàn)榈诙駝?dòng)方向，根據(jù)第二阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第二動(dòng)力學(xué)模型。

磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上，作為浮置板軌道的半主動(dòng)減振材料。在獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向之后，判斷振動(dòng)方向，如果判斷出振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向時(shí)，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的第一阻尼力，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)浮置板軌道向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的阻尼力。如果判斷出振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向時(shí)，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的第二阻尼力，從而實(shí)現(xiàn)了當(dāng)浮置板軌道向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的阻尼力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了浮置板軌道的天地棚混合半主動(dòng)控制策略。在獲取磁流變阻尼器的阻尼力之后，根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型包括：在振動(dòng)方向?yàn)榈谝徽駝?dòng)方向時(shí)，根據(jù)第一阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第一動(dòng)力學(xué)模型；在振動(dòng)方向?yàn)榈诙駝?dòng)方向時(shí)，根據(jù)第二阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第二動(dòng)力學(xué)模型，該第一動(dòng)力學(xué)模型可以和第二動(dòng)力學(xué)模型相同。

作為一種可選的實(shí)施方式，獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向包括：獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度；如果振動(dòng)速度為正數(shù)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向；如果振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向；如果振動(dòng)速度為零，確定浮置板軌道不振動(dòng)。

獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度，判斷浮置板軌道的振動(dòng)速度?？蛇x地，以向下為正方向，當(dāng)如果判斷出浮置板的振動(dòng)速度為正數(shù)時(shí)，確定浮置板軌道的振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向，如果判斷出浮置板的振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)時(shí)，確定浮置板軌道的振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向。可選地，當(dāng)浮置板的振動(dòng)速度為零時(shí)，確定浮置板軌道不振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)浮置板軌道的振動(dòng)速度確定浮置板軌道的振動(dòng)方向。

作為一種可選的實(shí)施方式，在獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度之后，根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)；根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型包括：根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

在獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度之后，根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)，當(dāng)浮置板軌道的振動(dòng)速度為正數(shù)時(shí)，也即，當(dāng)浮置板軌道向下振動(dòng)時(shí)，該符號(hào)函數(shù)的值為1，當(dāng)浮置板軌道的振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)時(shí)，也即，當(dāng)浮置板軌道向上振動(dòng)時(shí)，該符號(hào)函數(shù)的值為-1，當(dāng)振動(dòng)速度為零時(shí)該符號(hào)函數(shù)的值為0。在根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)之后，獲取浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。該動(dòng)力學(xué)模型中的阻尼力與符號(hào)函數(shù)可以近似模擬浮置板線磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略，從而有效地抑浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)。

作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型包括：獲取浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；根據(jù)浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的隔振器的支點(diǎn)力；獲取浮置板軌道的鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；根據(jù)鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度獲取浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力；根據(jù)隔振器的支點(diǎn)力和鋼軌支點(diǎn)反力建立動(dòng)力學(xué)模型。

可選地，上述隔振器可以包括多個(gè)隔振器，根據(jù)第j個(gè)隔振器的彈簧剛度、第j個(gè)隔振器的垂向振動(dòng)位移、第j個(gè)隔振器的第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的第j個(gè)隔振器的支點(diǎn)力。

可選地，上述鋼軌扣件包括多個(gè)鋼軌扣件，根據(jù)第i個(gè)鋼軌扣件的剛度和第i個(gè)鋼軌扣件的第二粘滯阻尼系數(shù)獲取浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的鋼軌支點(diǎn)反力。

作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)隔振器的支點(diǎn)力和鋼軌支點(diǎn)反力建立動(dòng)力學(xué)模型包括：通過(guò)如下第一預(yù)設(shè)公式建立動(dòng)力學(xué)模型，其中，E_s用于表示浮置板軌道的彈性模量，I_s用于表示浮置板軌道的截面極慣性矩，Z_s(x_j,t)用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，M_s用于表示浮置板軌道的軌道板質(zhì)量，L_s用于表示浮置板軌道的軌道板長(zhǎng)度，N_p用于表示鋼軌扣件的數(shù)量，F(xiàn)_rsi(t)用于表示t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力，δ(x-x_i)和δ(x-x_j)為Dirac函數(shù)，N_f用于表示隔振器的數(shù)量，F(xiàn)_ssj(t)用于表示t時(shí)刻隔振器的支點(diǎn)力。

作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的隔振器的支點(diǎn)力包括：通過(guò)如下第二預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻隔振器的支點(diǎn)力F_ssj(t)：其中，K_sj用于表示第j個(gè)隔振器的彈簧剛度，Z_s(x_j,t)用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，C_sj用于表示第j個(gè)隔振器的第一粘滯阻尼系數(shù)，用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)速度，F(xiàn)_c用于表示阻尼力，用于表示符號(hào)函數(shù)。

作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度獲取浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力包括：通過(guò)如下第三預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力F_rsi(t)：通過(guò)如下第三預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力F_rsi(t)：其中，K_pi用于表示所述浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的剛度，Z_r(x_i,t)用于表示所述鋼軌扣件的垂向振動(dòng)位移，Z_s(x_j,t)用于表示所述浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，C_pi用于表示所述浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的所述第二粘滯阻尼系數(shù)，用于表示所述鋼軌扣件的垂向振動(dòng)速度，用于表示所述浮置板軌道的垂向振動(dòng)速度。

作為一種可選的實(shí)施方式，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振包括以下至少之一：根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的振動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的振動(dòng)位移進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的支點(diǎn)反力進(jìn)行調(diào)整。

該實(shí)施例在根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型之后，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振，能夠有效抑制鋼軌和浮置板垂向振動(dòng)位移。由于被動(dòng)的鋼彈簧浮置板在受力時(shí)才檢測(cè)，自己不能主動(dòng)觸發(fā)，與被動(dòng)的鋼彈簧浮置板軌道相比，擁有天地棚混合的半主動(dòng)控制策略的磁流變阻尼隔振浮置板軌道可以主動(dòng)觸發(fā)，也可以在達(dá)到觸發(fā)條件時(shí)觸發(fā)，從而有效抑制其低頻振動(dòng)響應(yīng)，可以根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)條件，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)天棚和/或單獨(dú)地棚控制策略的有效轉(zhuǎn)變。

浮置板軌道的磁流變阻器的天地棚混合半主動(dòng)控制策略可以調(diào)整為單獨(dú)天棚或單獨(dú)地棚控制策略，從而提升浮置板軌道適應(yīng)不同地鐵運(yùn)營(yíng)條件的能力。

下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明。

該實(shí)施例涉及軌道交通的減振降噪域，可以用于軌道交通鋼彈簧浮置板軌道路段振動(dòng)噪聲依然超限的情形。在傳統(tǒng)車輛-鋼彈簧浮置板軌道垂向耦合動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上，增加磁流變阻尼的庫(kù)侖干摩擦元件，并借助符號(hào)函數(shù)近似模擬地鐵鋼彈簧浮置板軌道下磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略，并能方便地調(diào)整為單獨(dú)天棚或單獨(dú)地棚控制策略。

在該實(shí)施例中，為了對(duì)比分析擁有天地棚混合半主動(dòng)控制策略的磁流變阻尼隔振浮置板軌道對(duì)傳統(tǒng)鋼彈簧浮置板軌道減振性能的改進(jìn)效果，借助車輛-磁流變阻尼隔振浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種磁流變阻尼隔振浮置板軌道的垂向動(dòng)力學(xué)模型。如圖2所示，磁流變阻尼隔振浮置板軌道的垂向動(dòng)力學(xué)模型為車輛-磁流變阻尼隔振浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的示意圖。與傳統(tǒng)車輛-鋼彈簧浮置板軌道垂向耦合動(dòng)力學(xué)模型相比，該車輛-磁流變阻尼隔振浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型在浮置板自由梁模型基礎(chǔ)上增加了磁流變阻尼的庫(kù)侖干摩擦元件Fc，因此浮置板的自由梁垂向振動(dòng)方程將變?yōu)?以向下為正)：

在上述公式中，δ(x-x_i)和δ(x-x_j)是Dirac函數(shù)；E_s、I_s分別為軌道板彈性模量、截面極慣性矩；M_s、Ls分別為軌道板質(zhì)量、軌道板長(zhǎng)度；K_pi、C_pi分別為第i個(gè)鋼軌扣件剛度和粘滯阻尼系數(shù)；而Zs(x,t)、為浮置板的垂向振動(dòng)位移和速度；F_rsi(t)為鋼軌支點(diǎn)反力；F_ssj(t)為第j個(gè)隔振器支點(diǎn)力；Np為一塊板上鋼軌扣件數(shù)量；Nf為一塊板下隔振器數(shù)量；K_sj、C_sj分別為第j個(gè)隔振器鋼彈簧剛度、粘滯阻尼系數(shù)。Z_r(x_i,t)用于表示鋼軌扣件的垂向振動(dòng)位移，Z_s(x_i,t)用于表示浮置板的垂向振動(dòng)位移，C_pi用于表示所述浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的所述第二粘滯阻尼系數(shù)，所述用于表示鋼軌扣件的垂向振動(dòng)位移，所述用于表示浮置板的垂向振動(dòng)速度，F(xiàn)c用于磁流變阻尼力，為符號(hào)函數(shù)。m_r用于表示鋼軌的質(zhì)量，E_r用于表示鋼軌的彈性模量，E_r用于鋼軌的截面極慣性矩。

該實(shí)施例為了發(fā)揮磁流變阻尼的作用，必須與控制策略相結(jié)合。該實(shí)施例的浮置板軌道下磁流變阻尼器采用天地棚混合半主動(dòng)控制策略，也即，當(dāng)浮置板軌道向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的阻尼力；當(dāng)浮置板軌道向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的阻尼力。為了模擬這個(gè)控制策略，在圖2所示的動(dòng)力學(xué)模型中，定義Fc為磁流變阻尼力，為符號(hào)函數(shù)。當(dāng)括號(hào)內(nèi)振動(dòng)速度是正數(shù)時(shí)，也即，當(dāng)浮置板軌道向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，取值為1；當(dāng)括號(hào)內(nèi)振動(dòng)速度是負(fù)數(shù)時(shí)，也即，當(dāng)即浮置板軌道向上運(yùn)動(dòng))，取值為-1；當(dāng)括號(hào)內(nèi)振動(dòng)速度是零時(shí)，取值為零。顯然，該模型中的可近似模擬浮置板下磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略，其中，為負(fù)值，從而降低了隔振器支點(diǎn)反力Fssj(t)。

下面以地鐵、車輛與鋼彈簧浮置板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)為例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案達(dá)到的技術(shù)效果進(jìn)行說(shuō)明。

下面將以我國(guó)額定負(fù)載的地鐵A型車與常用的鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)為例，應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案中的車輛-磁流變阻尼隔振浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型及其磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略，仿真分析地鐵車輛-磁流變阻尼隔振鋼彈簧浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)的非線性振動(dòng)響應(yīng)特征，用以對(duì)比分析地鐵鋼彈簧浮置板下磁流變阻尼天地棚混合半主動(dòng)控制策略的實(shí)際改進(jìn)效果。在該實(shí)施例中，模擬的運(yùn)營(yíng)條件可以車速60km/h與波長(zhǎng)0.1m～30m的美國(guó)5級(jí)高低不平順譜。表1是本發(fā)明實(shí)施例的浮置板軌道的工況列表。

表1浮置板軌道的工況列表

由表1可得，該實(shí)施例的浮置板軌道的工況包括無(wú)控制策略和天地棚混合控制策略，其中，無(wú)控制策略的磁流變阻尼力為0kN，天地棚混合控制策略的磁流變阻尼力為6kN。

圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種鋼軌垂向位移的示意圖。如圖3a所示，由于公式為負(fù)值與浮置板軌道的無(wú)控制策略相比，天地棚混合半主動(dòng)控制策略使得鋼軌的垂向振動(dòng)位移下降了約0.35mm，從而大幅度降低了軌道鋼軌的垂向振動(dòng)位移。因此，浮置板下磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略能夠有效抑制鋼軌的垂向振動(dòng)位移。

圖3b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種浮置板垂向位移的示意圖。如圖3b所示，與浮置板軌道的無(wú)控制策略相比，天地棚混合半主動(dòng)控制策略使得浮置板的垂向振動(dòng)位移下約0.29mm，從而大幅度降低了浮置板的垂向振動(dòng)位移。因此，浮置板下磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略能夠有效抑制浮置板的垂向振動(dòng)位移。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種浮置板支點(diǎn)反力1/3倍頻有效值的示意圖。如圖4所示，與浮置板軌道的無(wú)控制工況相比，天地棚混合半主動(dòng)控制策略在1Hz～20Hz低頻范圍內(nèi)普遍降低了浮置板支點(diǎn)反力，最大可降低30％。由此可見(jiàn)，浮置板下磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略能夠有效降低地鐵沿線1Hz～20Hz的低頻振動(dòng)。

該實(shí)施例由于地鐵鋼彈簧浮置板下磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略能夠調(diào)整為單獨(dú)天棚或單獨(dú)地棚控制策略，因此適應(yīng)不同地鐵運(yùn)營(yíng)條件的能力比較強(qiáng)。

需要說(shuō)明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

本發(fā)明實(shí)施例的還提供了一種浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置。需要說(shuō)明的是，該實(shí)施例的浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置可以執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施力的浮置板軌道的振動(dòng)控制方法。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施力的一種浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置的示意圖。如圖5所示，該浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置包括：獲取單元10、控制單元20、建立單元30和減振單元40。

獲取單元10，用于獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向。

在軌道上部建筑與基礎(chǔ)間插入一固有振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于激振頻率的線性諧振器，也即，將具有一定質(zhì)量和剛度的混凝土道床板浮置在橡膠或者彈簧隔振器上，利用浮置板質(zhì)量慣性來(lái)平衡列車運(yùn)行引起的動(dòng)荷載，僅有沒(méi)有被平衡的動(dòng)荷載和靜荷載才通過(guò)鋼彈簧元件傳到路基或者隧道結(jié)構(gòu)上。浮置板軌道在使用過(guò)程中的振動(dòng)方向包括向上振動(dòng)和向下振動(dòng)。該振動(dòng)方向?yàn)楦≈冒宓倪\(yùn)動(dòng)方向，通過(guò)獲取單元10獲取該振動(dòng)方向。

控制單元20，用于根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力，其中，磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上。

流變阻尼器是以提供運(yùn)動(dòng)的阻力。浮置板的減振材料可以使用磁流變材料，磁流變阻尼器部署在該浮置板軌道上，由于磁流變阻尼基本屬于庫(kù)倫阻尼，必須與控制策略相結(jié)合，否則容易出現(xiàn)適得其反的效果。在獲取單元10獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向之后，控制單元20根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力。比如，當(dāng)浮置板軌道向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的阻尼力，當(dāng)浮置板軌道向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的阻尼力。

建立單元30，用于根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括軌道板彈性模量，截面極慣性矩，軌道板質(zhì)量，軌道板長(zhǎng)度，鋼軌扣件剛度，粘滯阻尼系數(shù)，浮置板的垂向振動(dòng)位移和速度，浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)力，隔振器支點(diǎn)力，一塊板上鋼軌扣件數(shù)量，一塊板下隔振器數(shù)量，隔振器剛彈簧剛度、粘滯阻尼系數(shù)。在通過(guò)控制單元20根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力之后，通過(guò)建立單元30根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。該動(dòng)力學(xué)模型可以通過(guò)車輛-鋼彈簧浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力模型建立。與傳統(tǒng)的車輛-磁流變阻尼隔振浮置板軌道垂向耦合系統(tǒng)動(dòng)力模型相比，該動(dòng)力模型在浮置板自由梁上模型的基礎(chǔ)上，增加了磁流變阻尼的庫(kù)倫摩擦干元件，因此浮置板的自由梁垂向振動(dòng)方程與浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力、隔振器支點(diǎn)力有關(guān)，隔振器支點(diǎn)力由磁流變阻尼力獲得。在獲取浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)之后，根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

減振單元40，用于根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理。

在通過(guò)建立單元30根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型之后，根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理?？梢杂行б种聘≈冒遘壍赖拇瓜蛭灰?、降低浮置板軌道的支點(diǎn)反力，達(dá)到有效抑制浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)的效果。

可選地，控制單元20包括第一控制模塊和第一控制模塊。其中，第一控制模塊用于在振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向時(shí)，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的第一阻尼力；第二控制模塊用于在振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向時(shí)，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的第二阻尼力；建立單元30包括第一建立模塊和第二建立模塊。其中，第一建立模塊用于在振動(dòng)方向?yàn)榈谝徽駝?dòng)方向時(shí)，根據(jù)第一阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第一動(dòng)力學(xué)模型；第二建立模塊用于在振動(dòng)方向?yàn)榈诙駝?dòng)方向時(shí)，根據(jù)第二阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第二動(dòng)力學(xué)模型。

磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上，作為浮置板軌道的半主動(dòng)減振材料。在獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向之后，判斷振動(dòng)方向，如果判斷出振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向時(shí)，通過(guò)第一控制模塊控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的第一阻尼力，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)浮置板軌道向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向上的阻尼力。如果判斷出振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向時(shí)，通過(guò)第二控制模塊控制磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的第二阻尼力，從而實(shí)現(xiàn)了當(dāng)浮置板軌道向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變阻尼器產(chǎn)生向下的阻尼力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了浮置板軌道的天地棚混合半主動(dòng)控制策略。在獲取單元10獲取磁流變阻尼器的阻尼力之后，在振動(dòng)方向?yàn)榈谝徽駝?dòng)方向時(shí)，通過(guò)第一建立模塊根據(jù)第一阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第一動(dòng)力學(xué)模型；在振動(dòng)方向?yàn)榈诙駝?dòng)方向時(shí)，通過(guò)第二建立模塊根據(jù)第二阻尼力和結(jié)構(gòu)參數(shù)建立第二動(dòng)力學(xué)模型，該第一動(dòng)力學(xué)模型可以和第二動(dòng)力學(xué)模型相同。

可選地，獲取單元10包括：第一獲取模塊、第一確定模塊、第二確定模塊和第三確定模塊。

第一獲取模塊，用于獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度；第一確定模塊，用于在振動(dòng)速度為正數(shù)時(shí)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向；第二確定模塊，用于在振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)時(shí)，確定振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向；第三確定模塊，用于在振動(dòng)速度為零時(shí)，確定浮置板軌道不振動(dòng)。

通過(guò)第一獲取模塊獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度，判斷浮置板軌道的振動(dòng)速度。可選地，以向下為正方向，當(dāng)如果判斷出浮置板的振動(dòng)速度為正數(shù)時(shí)，通過(guò)第一確定模塊確定浮置板軌道的振動(dòng)方向?yàn)橄蛳碌牡谝徽駝?dòng)方向，如果判斷出浮置板的振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)時(shí)，第二確定模塊確定浮置板軌道的振動(dòng)方向?yàn)橄蛏系牡诙駝?dòng)方向?？蛇x地，當(dāng)浮置板的振動(dòng)速度為零時(shí)，確定浮置板軌道不振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)浮置板軌道的振動(dòng)速度確定浮置板軌道的振動(dòng)方向。

可選地，該浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置包括：構(gòu)造單元，用于在獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度之后，根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)；建立單元30用于根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。

在通過(guò)第一獲取模塊獲取浮置板軌道的振動(dòng)速度之后，通過(guò)構(gòu)造單元根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)，當(dāng)浮置板軌道的振動(dòng)速度為正數(shù)時(shí)，也即，當(dāng)浮置板軌道向下振動(dòng)時(shí)，該符號(hào)函數(shù)的值為1，當(dāng)浮置板軌道的振動(dòng)速度為負(fù)數(shù)時(shí)，也即，當(dāng)浮置板軌道向上振動(dòng)時(shí)，該符號(hào)函數(shù)的值為-1，當(dāng)振動(dòng)速度為零時(shí)該符號(hào)函數(shù)的值為0。在根據(jù)振動(dòng)速度構(gòu)造符號(hào)函數(shù)之后，獲取浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)符號(hào)函數(shù)、阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型。該動(dòng)力學(xué)模型中的阻尼力與符號(hào)函數(shù)可以近似模擬浮置板線磁流變阻尼的天地棚混合半主動(dòng)控制策略，從而有效地抑浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)。

可選地，建立單元30包括：第二獲取模塊、第三獲取模塊、第四獲取模塊、第五獲取模塊和第三建立模塊。第二獲取模塊，用于獲取浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；第三獲取模塊，用于根據(jù)浮置板軌道的彈簧剛度、垂向振動(dòng)位移、第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的隔振器的支點(diǎn)力；第四獲取模塊，用于獲取浮置板軌道的鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度，其中，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度；第五獲取模塊，用于根據(jù)鋼軌扣件的剛度、垂向振動(dòng)位移、第二粘滯阻尼系數(shù)和垂向振動(dòng)速度獲取浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力；第三建立模塊，用于根據(jù)隔振器的支點(diǎn)力和鋼軌支點(diǎn)反力建立動(dòng)力學(xué)模型。

可選地，上述隔振器可以包括多個(gè)隔振器，根據(jù)第j個(gè)隔振器的彈簧剛度、第j個(gè)隔振器的垂向振動(dòng)位移、第j個(gè)隔振器的第一粘滯阻尼系數(shù)、垂向振動(dòng)速度、阻尼力和符號(hào)函數(shù)獲取浮置板軌道的第j個(gè)隔振器的支點(diǎn)力。

可選地，建立模塊用于通過(guò)如下第一預(yù)設(shè)公式建立動(dòng)力學(xué)模型，其中，E_s用于表示浮置板軌道的彈性模量，I_s用于表示浮置板軌道的截面極慣性矩，Z_s(x_j,t)用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，M_s用于表示浮置板軌道的軌道板質(zhì)量，L_s用于表示浮置板軌道的軌道板長(zhǎng)度，N_p用于表示鋼軌扣件的數(shù)量，F(xiàn)_rsi(t)用于表示t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力，δ(x-x_i)和δ(x-x_j)為Dirac函數(shù)，N_f用于表示隔振器的數(shù)量，F(xiàn)_ssj(t)用于表示t時(shí)刻隔振器的支點(diǎn)力。

可選地，第三獲取模塊用于通過(guò)如下第二預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻隔振器的支點(diǎn)力F_ssj(t)：其中，K_sj用于表示第j個(gè)隔振器的彈簧剛度，Z_s(x_j,t)用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，C_sj用于表示第j個(gè)隔振器的第一粘滯阻尼系數(shù)，用于表示浮置板軌道的垂向振動(dòng)速度，F(xiàn)_c用于表示阻尼力，用于表示符號(hào)函數(shù)。

可選地，根據(jù)鋼軌扣件的剛度和粘滯阻尼系數(shù)獲取浮置板軌道的鋼軌支點(diǎn)反力包括：通過(guò)如下第三預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力F_rsi(t)：通過(guò)如下第三預(yù)設(shè)公式獲取t時(shí)刻鋼軌支點(diǎn)反力F_rsi(t)：其中，K_pi用于表示所述浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的剛度，Z_r(x_i,t)用于表示所述鋼軌扣件的垂向振動(dòng)位移，Z_s(x_j,t)用于表示所述浮置板軌道的垂向振動(dòng)位移，C_pi用于表示所述浮置板軌道的第i個(gè)鋼軌扣件的所述第二粘滯阻尼系數(shù)，用于表示所述鋼軌扣件的垂向振動(dòng)速度，用于表示所述浮置板軌道的垂向振動(dòng)速度。

可選地，減振單元40用于執(zhí)行以下方法至少之一：根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的振動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的振動(dòng)位移進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道的支點(diǎn)反力進(jìn)行調(diào)整。

該實(shí)施例通過(guò)獲取單元10獲取浮置板軌道的振動(dòng)方向，通過(guò)控制單元20根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力，磁流變阻尼器部署在浮置板軌道上，通過(guò)建立單元30根據(jù)阻尼力和浮置板軌道的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)減振單元40根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)浮置板軌道進(jìn)行減振處理，由于通過(guò)在磁流變阻尼器的基礎(chǔ)上添加了根據(jù)振動(dòng)方向，控制磁流變阻尼器產(chǎn)生與振動(dòng)方向相反的阻尼力的控制策略，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能有效抑制浮置板軌道的低頻振動(dòng)響應(yīng)的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高浮置板軌道的低頻減振效果的目的。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種浮置板軌道。該浮置板軌道包括本發(fā)明實(shí)施例的浮置板軌道的振動(dòng)控制裝置。優(yōu)選地，該浮置板軌道為鋼彈簧隔振浮置板軌道，但不限于本發(fā)明實(shí)施例的浮置板軌道僅為鋼彈簧隔振浮置板軌道。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。