基于RBF網絡逼近與魯棒容錯的列車自適應粘著控制.pdf

1、最近幾年來，我國在高速列車方面發(fā)展迅猛，尤其是在鐵路建設、鐵路裝備和鐵路運營管理等方面取得了一系列突破性進展。由于我國鐵路路網規(guī)模龐大、沿線地形復雜多變、各地氣候不盡相同，并且隨著運行速度的不斷提升，列車運行環(huán)境變得更加復雜多變，因此列車的運行安全問題越來越受到社會的廣泛關注。高速列車的運行安全與牽引系統(tǒng)中粘著控制的穩(wěn)定性和性能有著密切的聯系。因此，本文針對高速列車動力學建模時引入的不確定擾動和列車由于機械疲勞、磨損等多方面因素導致牽引

2、效率下降的狀況，進行研究并設計可靠的粘著防滑控制策略來保證列車穩(wěn)定安全的運行。本文主要研究工作分為以下四部分:
　　(1)首先詳細闡述了輪軌間粘著機理，在微觀角度研究了輪軌粘著過程，并分析了輪軌粘著特性及其主要影響因素。在此基礎上，為了更加充分地體現高速列車在實際復雜環(huán)境下運行時受到的各種不確定時變擾動，列車模型中引入了未知時變干擾項，對列車創(chuàng)建了更為精確的動力學模型。
　　(2)考慮到高速列車在運行過程中需要盡可能地提高輪

3、軌間粘著利用率，本文中高速列車最優(yōu)粘著控制采用漸近跟蹤的控制方式來提高輪軌間粘著利用率。為此，本文設計了一種改進的變步長搜索算法來搜索期望跟蹤目標，它不依賴于列車復雜多變的運行環(huán)境，僅與列車自身運行狀態(tài)有關。相較于常規(guī)的搜索算法，改進的變步長搜索算法在精度和速度上都有較大的優(yōu)勢。
　　(3)列車動力學模型中干擾的引入，雖然使列車粘著系統(tǒng)模型更加精確，但是也加大了粘著控制策略的設計難度。針對未知擾動的處理，本文采用RBF網絡來逼近未

4、知擾動項，設計出基于不確定逼近的RBF網絡自適應粘著控制策略，并給出所設計的粘著控制策略在穩(wěn)定性和有效性方面的證明分析。
　　(4)鑒于列車動態(tài)模型系統(tǒng)參數的不確定性和外部運行環(huán)境的時變擾動性，同時將粘著控制系統(tǒng)執(zhí)行設備的故障狀況考慮進來，本文設計的改進型魯棒自適應容錯控制算法，避免了控制器工作點不連續(xù)可能造成的控制策略異常的缺陷，并且通過李雅普諾夫穩(wěn)定分析法對所設計的控制策略做出了穩(wěn)定性分析。
　　為了驗證本文所設計的粘著