混雜系統(tǒng)主動容錯架構(gòu)在列控車載系統(tǒng)的應用研究.pdf

1、列車運行控制系統(tǒng)（簡稱列控系統(tǒng)）的車載系統(tǒng)作為安全苛求系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性和可靠性是衡量系統(tǒng)性能的重要指標，也是在系統(tǒng)設計中需要考慮的重要因素。然而，列車運行過程中載荷條件和運行環(huán)境隨時間變化，這使得列車不可避免地出現(xiàn)故障。隨著自動駕駛技術(shù)的日漸發(fā)展，針對系統(tǒng)的故障處理逐漸要求由人工參與轉(zhuǎn)為設備自動完成。因此，如何在故障下確保列車運行在安全狀態(tài)成為了一個重要的研究方向。
　　車載系統(tǒng)作為一個典型的混雜系統(tǒng)，是包含離散事件和連續(xù)變量且

2、兩者又相互作用的動態(tài)系統(tǒng)，這使得列車的邏輯決策子系統(tǒng)與外部環(huán)境相互作用。在實際的應用中，需要列車具備檢錯和容錯的能力，以便在較長一段時間維持正常的運作。然而，由于列車內(nèi)部離散和連續(xù)動態(tài)的交織，傳統(tǒng)的方法難以對其進行建模、分析和設計。
　　根據(jù)車載系統(tǒng)的混雜特性，本文關(guān)注于混雜系統(tǒng)(Hybrid System，HS)容錯控制的研究，采用監(jiān)控理論(Supervisory Control Theory，SCT)，合成容錯監(jiān)控器，使得列車

3、在正常運行或是故障的情況下都能滿足安全和性能設計的規(guī)范。
　　本文提出了一個針對混雜系統(tǒng)的主動容錯架構(gòu)，可以針對系統(tǒng)不同的故障，并通過切換模型，實現(xiàn)多重容錯。通過對混雜系統(tǒng)的模型抽象，將離散事件系統(tǒng)(Discrete Event Systems，DES)監(jiān)控理論應用于系統(tǒng)監(jiān)控器的實現(xiàn)，最終生成控制器以確?？刂七^程的安全可靠。為了克服混雜系統(tǒng)的狀態(tài)空間不可數(shù)帶來的問題，本文利用在線生成控制器的方式，將控制器的合成過程設定在有限的時間