高速磁浮列車最優(yōu)速度曲線及其跟蹤控制研究.pdf

1、高速磁浮列車是未來交通的重要發(fā)展方向之一。本文以德國高速磁浮列車系統為研究對象，以實現列車安全正點、舒適節(jié)能地自動駕駛為目標，對列車運行的最優(yōu)速度曲線及其跟蹤控制問題以及與此相關的問題進行了研究。主要研究內容如下。 (1)為了便于分析和求解磁浮列車的運行規(guī)律，采用擬和方法對磁浮列車運行的非線性動力學模型進行了近似處理，得到了適用于相同類型而不同編組列車系統的統一的近似動力學模型，并給出了隱式解析解的通用表達形式。研究了恒力作用下

2、列車運行的規(guī)律，并給出了已知列車運行規(guī)律求解控制力的迭代搜索算法。 (2)系統地分析了磁浮列車的雙限速度防護問題，提出了基于動力學模型的安全速度防護曲線的求解算法，確定了列車運行的安全速度域。研究了列車速度越界后的防護措施，并給出了列車超速防護下的渦流制動切換算法。 (3)基于磁浮列車的動力學模型，以安全、舒適為約束條件，分別求解了最短時間和最小能量的最優(yōu)控制問題，在理論分析的基礎上給出了工程化求解方法。針對最小能量控制

3、下確定惰行切換點的關鍵問題，給出了兩種求解方法?；谇蠼獠煌〞r條件下的最小能量得到了能耗隨運行時間變化的曲線，為鋪畫列車運行圖提供了重要的依據。 (4)利用反饋線性化技術，處理了磁浮列車系統的非線性動力學模型，設計了非線性補償器和PI控制器。仿真結果表明，所設計的控制系統實現了列車速度良好地跟蹤目標速度曲線。 (5)在分析幾種典型軌道交通的列車自動控制系統特點的基礎上，提出了一種更完善、安全性和可靠性更高的新型運行控制