机械工程学报

作者：李涛涛, 凌亮, 刘建新

单位：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031

关键词：独立轮对,主动导向控制,电磁差速耦合器,滑模控制,双幂次趋近律,曲线通过性能；

基金：国家自然科学基金资助项目(U2268210,52072317)。

由于独立轮对两侧车轮旋转运动的解耦，其自动复位能力弱于传统刚性轮对。为改善独立轮对的自动复中能力，提出在独立轮对基础上加装电磁差速耦合器，作为独立轮对主动导向控制的作动器控制两侧车轮转速差，并阐述独立轮差速主动导向控制的可行性。基于一阶光滑饱和函数的双幂次趋近律，设计出差速主动导向控制策略以控制独立轮对两侧车轮的转速差，实现独立轮对的主动导向，并根据Lyapunov理论证明和数值仿真验证了差速主动导向控制的有效性。利用数值仿真分析，探究了差速主动导向控制的布置方案以及与独立轮对车辆一系悬挂定位刚度适应性方案。结果表明，导向轮对配置差速主动导向控制，非导向轮对为无控制的独立轮对的布置方案，可以获得更优的曲线通过性能，车轮冲角减小11.8%、轮轴横向力减小23.5%、脱轨系数减小34.9%、轮重减载率降低25.8%以及磨耗数减小4.7%；给出一系悬挂定位刚度对主动导向控制的独立轮对车辆非线性临界速度、曲线通过性能的影响规律。

来源：2026年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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