基于自适应模糊滑模的列车精确停车制动控制算法

基于自适应模糊滑模的列车精确停车制动控制算法

论文摘要

针对高速列车自动驾驶系统精确进站停车问题,基于列车动力学模型和列车制动系统模型,设计1种自适应模糊滑模控制器,通过模糊切换以补偿列车运行过程中受到的基本阻力、线路附加阻力以及外部未知随机扰动等非线性扰动的影响。根据滑模控制理论,利用列车运行过程中的状态偏差,设计基于跟踪误差的等效控制器,以求解列车制动等效控制量;考虑外部扰动,基于优秀司机驾驶经验的模糊推理规则,设计切换控制器,以得到精确控制量。采用本文控制算法对列车制动过程进行仿真验证,并与传统的PID控制和基于指数趋近律的滑模控制进行对比。结果表明:在考虑附加阻力和外部扰动情况下,自适应模糊滑模控制器能够柔化非线性切换控制信号,削弱滑模控制固有的抖振现象,实现对参考轨迹的精确跟踪,并最终实现精确停车;即使在列车制动系统实际控制输出出现偏差时,设计的控制器仍能控制列车精确跟踪参考制动曲线。

论文目录

  • 1 问题描述
  •   1.1 列车动力学模型
  •   1.2 列车制动系统模型
  • 2 自适应模糊滑模控制器设计
  •   2.1 等效控制器
  •   2.2 基于模糊推理的切换控制器
  • 3 仿真分析
  •   3.1 外部未知干扰为高斯白噪声时
  •   3.2 列车参数发生摄动时
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 何之煜,杨志杰,吕旌阳

    关键词: 自适应,模糊滑模控制器,精确停车,制动模型,抖振,鲁棒性,自动驾驶系统

    来源: 中国铁道科学 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 铁路运输

    单位: 中国铁道科学研究院研究生部,中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所,北京邮电大学信息通信学院

    基金: 中国铁路总公司科技研究开展计划课题(2017X002,P2018G009)

    分类号: U284.48;U260.36

    页码: 122-129

    总页数: 8

    文件大小: 2968K

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