高速列车节能运行的滑模预测控制研究

【摘要】：考虑高速列车的安全性、准时性和节能环保的要求,设计列车运行的目标曲线;根据列车运行过程随机性的特点,结合滑模预测控制强鲁棒性的优点设计了ATO的控制器。首先用模糊聚类算法对系统输入输出数据进行快速分类,应用最小二乘法辨识出相应的线性子模型作为预测模型;其次,在考虑准时性的基础上采用节能优化理论设计列车运行目标曲线,作为控制系统的参考输入;最后设计滑模预测控制器,利用极点配置方法设计渐进稳定的滑模面,有效克服抖振现象。以CRH2-300型列车为研究对象进行仿真分析,结果表明,滑模预测控制能有效克服干扰信号,且能实现精确跟随所设计的目标曲线;验证了该算法应用到ATO中的有效性和可行性。 【作者单位】： 兰州交通大学自动化与电气工程学院;
【关键词】： ATO 滑模预测控制 节能优化 模糊聚类
【基金】：中国铁路总公司科技研究开发计划项目(2014X008-F) 甘肃省自然科学基金(1208RJZA180)
【分类号】：U284.48
【正文快照】： 1引言大力发展具有运输量大、节能环保、舒适安全、准点可靠、快捷方便的轨道交通对促进国民经济的发展显得尤为重要。速度控制是列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation,ATO)的核心单元,也是列车控制系统的重要组成部分,近十年来,国内外的学者将一些先进的控制算法应用

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