基于自適應神經(jīng)網(wǎng)絡的高速列車防滑控制.pdf

1、近幾年，中國高速鐵路迅猛發(fā)展，高速列車的行車安全性和可靠性成為人們的關注焦點。隨著高速列車運行速度的提高，中國鐵路實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，同時也對列車行車安全性保障提出了新的挑戰(zhàn)。列車車輪一旦滑行，通常會造成列車制動性能下降，導致車輪抱死打滑，甚至可能發(fā)生脫軌、傾覆事故，嚴重威脅列車行車安全。防滑控制不僅能完全防止車輪失穩(wěn)、打滑，還能充分利用輪軌粘著。良好的防滑控制性能對保證列車運行安全有至關重要的作用，為保障列車行車安全，提高列車制動性能

2、，高速列車應配備相應的防滑控制系統(tǒng)。
　　本文綜合考慮了復雜的外部環(huán)境造成的不確定性和未知性，復雜時變的軌面狀態(tài)以及意想不到的地質(zhì)災害，對防滑控制系統(tǒng)進行了更為精確的動力學建模。在此基礎上，設計了基于Barrier李雅普諾夫函數(shù)的自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制策略，所設計的控制策略計算簡單，便于實際應用，并通過計算機仿真驗證了其可行性。本文的主要工作和研究成果如下:
　　首先，概述了列車防滑控制國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，介紹了現(xiàn)代防滑控制方法的

3、發(fā)展現(xiàn)狀，指出了從事高速列車防滑控制研究的實際意義。
　　其次，介紹了粘著基本理論及粘著與蠕滑的關系，詳細描述了粘著特性曲線不同區(qū)域的蠕滑特點，分析了最佳蠕滑率和參考蠕滑率的內(nèi)在聯(lián)系，為下文控制策略的制定提供了理論依據(jù)。
　　再次，考慮系統(tǒng)參數(shù)的時變性、外部擾動和前后輪對的相互作用等因素，對高速列車防滑控制系統(tǒng)進行了更加精確的動力學建模。所建立的模型可以有效反應出高速列車實際運行環(huán)境的復雜性、不確定性以及未知性。
　　

4、然后，根據(jù)所設計的動力學模型，本文提出了一套由參考蠕滑率生成算法和控制器組成的基于BLF的自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制策略。所設計的參考蠕滑率生成算法基于一套粘著力估計器和改進的遞歸最小二乘法推導得出最佳蠕滑率，有效提高了粘著力估計和最佳蠕滑率推導的精確性。需要強調(diào)的是，控制策略采用的參考蠕滑率并不是推導出的最佳蠕滑率，而是根據(jù)推導得到的最佳蠕滑率，設計了狀態(tài)受限的動態(tài)參考蠕滑率，提高了控制策略的控制精度和穩(wěn)定性。
　　最后，所設計的基于B

5、LF的神經(jīng)自適應控制策略通過調(diào)節(jié)制動力矩使列車實際蠕滑率跟蹤推導的參考蠕滑率，對建模過程中考慮的多種不確定項及干擾項都有良好的魯棒性?？刂撇呗圆灰蕾囉诰_模型，且運算方便、結(jié)構(gòu)簡單，能夠有效保障高速列車的制動性能。基于MATLAB建立控制模型，通過模擬高速列車防滑控制的實際系統(tǒng)運行狀況，對所設計控制策略進行了仿真驗證。
　　仿真結(jié)果表明，所設計的控制策略可以同時兼顧防滑和粘著利用，既能防止車輪完全打滑，又能通過調(diào)節(jié)蠕滑率，充分利用