基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近與魯棒容錯的列車自適應(yīng)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(shè)、鐵路裝備和鐵路運(yùn)營管理等方面取得了一系列突破性進(jìn)展。由于我國鐵路路網(wǎng)規(guī)模龐大、沿線地形復(fù)雜多變、各地氣候不盡相同，并且隨著運(yùn)行速度的不斷提升，列車運(yùn)行環(huán)境變得更加復(fù)雜多變，因此列車的運(yùn)行安全問題越來越受到社會的廣泛關(guān)注。高速列車的運(yùn)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(lián)系。因此，本文針對高速列車動力學(xué)建模時引入的不確定擾動和列車由于機(jī)械疲勞、磨損等多方面因素導(dǎo)致牽引

2、效率下降的狀況，進(jìn)行研究并設(shè)計(jì)可靠的粘著防滑控制策略來保證列車穩(wěn)定安全的運(yùn)行。本文主要研究工作分為以下四部分:
　　(1)首先詳細(xì)闡述了輪軌間粘著機(jī)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(chǔ)上，為了更加充分地體現(xiàn)高速列車在實(shí)際復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)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(xiàng)，對列車創(chuàng)建了更為精確的動力學(xué)模型。
　　(2)考慮到高速列車在運(yùn)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(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的變步長搜索算法來搜索期望跟蹤目標(biāo)，它不依賴于列車復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境，僅與列車自身運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。相較于常規(guī)的搜索算法，改進(jìn)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(xué)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(shè)計(jì)難度。針對未知擾動的處理，本文采用RBF網(wǎng)絡(luò)來逼近未

4、知擾動項(xiàng)，設(shè)計(jì)出基于不確定逼近的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)粘著控制策略，并給出所設(shè)計(jì)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(shù)的不確定性和外部運(yùn)行環(huán)境的時變擾動性，同時將粘著控制系統(tǒng)執(zhí)行設(shè)備的故障狀況考慮進(jìn)來，本文設(shè)計(jì)的改進(jìn)型魯棒自適應(yīng)容錯控制算法，避免了控制器工作點(diǎn)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(shè)計(jì)的控制策略做出了穩(wěn)定性分析。
　　為了驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的粘著