面向控制的高速列車的閉環(huán)辨識建模.pdf

1、高速鐵路作為很重要的交通工具具有很多的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，例如具有速度比較高、能耗很低、運(yùn)載力大、安全舒適等，因此高速列車自然成為世界各國優(yōu)先考慮發(fā)展的綠色交通工具。然而，隨著科技的進(jìn)步，列車運(yùn)行速度也在不斷的提高，從而導(dǎo)致列車的各個部件之間的相互作用顯著加劇，例如輪軌、轉(zhuǎn)向架與內(nèi)部各部件。隨著列車整個系統(tǒng)動態(tài)作用的明顯惡化，這就對列車的安全與穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。因此，為了使高速列車運(yùn)行的更加安全、更好的促進(jìn)高速鐵路的發(fā)展，應(yīng)該急需開展對于

2、高速列車動力學(xué)模型的研究，從而可以更好的控制和優(yōu)化高速列車。
　　首先，基于物理原理和已建立的高速列車動力學(xué)模型，對已建立的高速列車動力學(xué)模型進(jìn)行整理、分離、簡化和再建立處理，構(gòu)建了描述高速列車單質(zhì)點(diǎn)整車動力學(xué)模型和轉(zhuǎn)向架各主要構(gòu)件部分動力學(xué)模型，對建立的動力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，進(jìn)而得到差分方程和傳遞函數(shù)。同時對動力學(xué)模型中影響動力學(xué)準(zhǔn)確性的參數(shù)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了所選取參數(shù)的合理性，所定參數(shù)滿足高速列車動力學(xué)模型的建立要求。

3、>　　其次，數(shù)據(jù)采集方案的設(shè)計(jì)。根據(jù)辨識所需要的高速列車動力學(xué)模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)方案設(shè)計(jì)，對于采集數(shù)據(jù)的界面軟件用LabView進(jìn)行創(chuàng)建，利用LabView的優(yōu)勢，例如清晰的畫圖界面、龐大的計(jì)算能力和處理圖像的專業(yè)性。數(shù)據(jù)采集完成之后利用MATLAB的編程優(yōu)勢，對采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和模擬仿真。對于所要采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了傳感器的選擇，對傳感器的工作原理進(jìn)行了說明。對實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號的分析和去噪和濾波處理。
　　最后，運(yùn)用

4、極大似然開環(huán)辨識方法和閉環(huán)頻域辨識方法對高速列車動力學(xué)模型進(jìn)行了辨識，得到辨識數(shù)據(jù)和模型中的實(shí)際值之間的對比數(shù)據(jù)。通過兩種不同辨識方法的比較和辨識值和真值之間的比較可以了解模型中參數(shù)對模型影響的程度，可以為準(zhǔn)確建模提供理論基礎(chǔ)。對所采的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，通過數(shù)據(jù)擬合圖和辨識仿真圖進(jìn)行的對比以及辨識曲線擬合程度的準(zhǔn)確性來評價辨識方法的有效性，進(jìn)而分析算法的收斂速度和參數(shù)的影響程度。閉環(huán)辨識所建立的模型為設(shè)計(jì)控制器的準(zhǔn)確性提供了保障，對于閉