分布式動(dòng)力高速動(dòng)車組的預(yù)測(cè)控制與動(dòng)態(tài)仿真.pdf

1、近幾年來(lái),我國(guó)鐵路系統(tǒng)經(jīng)歷了大規(guī)模的建設(shè)和技術(shù)提升。越來(lái)越多的CRH型號(hào)的高速動(dòng)車組運(yùn)行在多條專用客運(yùn)線上。根據(jù)國(guó)家鐵路中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,到2020年底,我國(guó)將建成覆蓋全國(guó)大部分地區(qū)長(zhǎng)達(dá)18000公里的運(yùn)營(yíng)速度達(dá)時(shí)速350公里的高速專用客運(yùn)線。各國(guó)發(fā)展高速列車的經(jīng)驗(yàn)表明,分布式動(dòng)力的動(dòng)車組是高速列車的發(fā)展趨勢(shì)。中國(guó)的CRH(“和諧號(hào)”)是由電動(dòng)車組組成,每個(gè)電動(dòng)車組包括一個(gè)具有動(dòng)力的動(dòng)車和一個(gè)無(wú)動(dòng)力的拖車。由于分布式動(dòng)力,與傳統(tǒng)的單一火車

2、頭動(dòng)力牽引系統(tǒng)相比,系統(tǒng)的建模和控制器設(shè)計(jì)仍有許多新的問(wèn)題亟待解決。針對(duì)動(dòng)力分散的情況,本文進(jìn)行了縱向動(dòng)力學(xué)建模,設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)控制器,并給出動(dòng)力優(yōu)化的方案。
　　在已有的高速動(dòng)車組的模型的基礎(chǔ)上,對(duì)其縱向動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了分析,并研究了常見(jiàn)運(yùn)用在高速動(dòng)車組上的控制方法,為后續(xù)的建模和控制器設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
　　介紹了動(dòng)車組一般的受力類型,并分析了一個(gè)八節(jié)編組的CRH2型動(dòng)車組的受力情況,由此導(dǎo)出了一個(gè)通用的動(dòng)車組的縱向動(dòng)力學(xué)的非線性

3、模型。由于建好的動(dòng)車組的縱向動(dòng)力學(xué)為非線性模型,研究了非線性模型的線性化,并在線性化的縱向動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行了預(yù)測(cè)控制的設(shè)計(jì)。并將預(yù)測(cè)控制器的算法與MATLAB仿真驗(yàn)證算法的可行性。
　　考慮到基于全局目標(biāo)函數(shù)的預(yù)測(cè)控制器,網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大,不便于工程應(yīng)用,從兩個(gè)方面進(jìn)行了預(yù)測(cè)控制器算法的調(diào)整:一個(gè)是基于局部目標(biāo)函數(shù),每個(gè)局部子系統(tǒng)有自己的性能指標(biāo)進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化,另一個(gè)是基于鄰域目標(biāo)函數(shù),子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系為鄰域進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化。并且通過(guò)