基于分布式模型的動車組預(yù)測控制方法.pdf

1、我國普遍采用的是動力分散式動車組，它是由若干個無動力的拖車以及具有動力的動車組成的。隨著高速動車組運行速度的不斷增長，動車組運行的動態(tài)環(huán)境發(fā)生了本質(zhì)性變化，動車組與外界空氣間的摩擦作用也演變得十分劇烈，空氣阻力的非線性也劇烈惡化。針對動車組的復(fù)雜非線性特性，經(jīng)典的建模和控制方法在某一程度上很難得到滿意的控制效果。因此，針對動車組動力分散式的編組結(jié)構(gòu)特性，本文基于動車組牽引/制動特性曲線和系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動的建模方法，在動車組的縱

2、向上建立分布式模型，接著在此模型的基礎(chǔ)上設(shè)計預(yù)測控制器。具體研究如下：
　　1、針對動車組的運行過程，分析了動車組的動力學(xué)模型和在水平方向上動車組的基本受力類型，以及其計算公式和影響因素。接著分析了當(dāng)前動車組的編組結(jié)構(gòu)特點以及動車組集中式模型的不足之處，為接下來分布式模型的提出奠定了理論依據(jù)。
　　2、基于動力分散式動車組的結(jié)構(gòu)特點，首先給出動車組在實際運行過程中的分布式描述。然后與傳統(tǒng)辨識方法相比，分析子空間方法和狀態(tài)空間

3、模型的特點和優(yōu)越性，并根據(jù)動車組牽引/制動特性曲線和實際運行數(shù)據(jù)，采用子空間模型辨識方法建立了動車組各動力單元的分布式狀態(tài)空間模型。為了驗證所建立的分布式狀態(tài)空間模型的有效性，提出基于分布式模型的動車組預(yù)測控制方法，給出了各動力單元牽引/制動力和運行速度同步跟蹤控制算法。
　　3、為了驗證所用方法的適用性和有效性，選取運行于京滬高鐵CRH380AL型動車組作為本文的研究對象開展仿真試驗。仿真結(jié)果表明所提方法使動車組的速度能以較高精