自適應(yīng)容錯(cuò)控制在高速列車(chē)防滑及橫向姿態(tài)調(diào)節(jié)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著高速鐵路的迅猛發(fā)展，高速列車(chē)行車(chē)安全性保障也得到廣泛關(guān)注。由于車(chē)速的提高、線(xiàn)路周邊環(huán)境的變化、軌道表面的不確定性以及一些輕度地質(zhì)災(zāi)害等因素存在，高速列車(chē)的運(yùn)行安全保障問(wèn)題較之普速列車(chē)而言更為突出，研究有關(guān)安全運(yùn)行控制很有必要。蠕滑運(yùn)動(dòng)和蛇形運(yùn)動(dòng)是兩種嚴(yán)重影響高速列車(chē)運(yùn)行安全性的現(xiàn)象，在實(shí)際運(yùn)行中十分常見(jiàn)。本文針對(duì)這兩種現(xiàn)象，提出了適用于一類(lèi)非線(xiàn)性系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)容錯(cuò)控制策略，并應(yīng)用于列車(chē)運(yùn)行防滑控制以及列車(chē)橫向姿態(tài)控制。本文由以下幾

2、部分組成。
　　首先介紹一類(lèi)針對(duì)非線(xiàn)性系統(tǒng)的基于李亞普諾夫穩(wěn)定性證明的魯棒自適應(yīng)容錯(cuò)控制策略。該控制策略不僅對(duì)系統(tǒng)模型中的不確定性及外部擾動(dòng)有較強(qiáng)魯棒性，同時(shí)對(duì)執(zhí)行器故障也具備一定的容錯(cuò)能力。其控制效果在高速列車(chē)粘著控制以及主動(dòng)懸掛控制中得到驗(yàn)證。
　　然后，基于列車(chē)蠕滑運(yùn)動(dòng)及蛇形運(yùn)動(dòng)的基本特性，研究了如何改進(jìn)常見(jiàn)粘著控制系統(tǒng)及主動(dòng)懸掛控制系統(tǒng)模型，通過(guò)考慮列車(chē)運(yùn)行中線(xiàn)路及周邊環(huán)境存在諸多未知變化(諸如天氣突變，輪軌接觸面出

3、現(xiàn)異物，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害等)及控制系統(tǒng)執(zhí)行設(shè)備輸出存在誤差或出現(xiàn)故障等因素，分別得出新的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。所建立模型精確性較強(qiáng)，更加充分的反映了系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況。
　　同時(shí)，基于上述兩種新型模型，分別針對(duì)列車(chē)運(yùn)行防滑控制問(wèn)題和列車(chē)橫向姿態(tài)控制問(wèn)題進(jìn)行了魯棒自適應(yīng)容錯(cuò)控制策略的研究與設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的粘著容錯(cuò)控制策略由粘著力估計(jì)器、參考蠕滑率推導(dǎo)器、控制器組成；所設(shè)計(jì)的主動(dòng)懸掛容錯(cuò)控制策略可同時(shí)對(duì)車(chē)體橫移振動(dòng)及側(cè)滾振動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)抑制。兩套控制

4、策略不僅對(duì)系統(tǒng)模型參數(shù)未知時(shí)變性、線(xiàn)路環(huán)境與軌面條件變化等因素?fù)碛休^強(qiáng)的魯棒性，且對(duì)執(zhí)行器(制動(dòng)器與阻尼力輸出器)故障具備良好的容錯(cuò)能力?？刂撇呗苑謩e通過(guò)基于李亞普諾夫穩(wěn)定性證明方法進(jìn)行了穩(wěn)定性分析證明。它們無(wú)需大量系統(tǒng)模型信息及人為估計(jì)參數(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于計(jì)算，能夠有效保障高速列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性及舒適性，具備良好的使用價(jià)值。本文通過(guò)在MATLAB軟件上進(jìn)行相關(guān)的仿真驗(yàn)證，證明了所設(shè)計(jì)策略的穩(wěn)定性和高效性。
　　最后，對(duì)本文