高铁列控系统自适应主动容错控制研究
发布时间：2022-10-21 11:58
高速铁路具有速度快、效率高、能耗低等特点,是攸关旅客生命和财产安全、影响经济发展和社会稳定的大型地面运输系统,在现代交通运输体系中发挥着日益显著的作用。高速列车安全运行是高速铁路发展的根本前提,列控系统是保证列车安全、高效运行的核心装备,故障是影响列车安全运行、降低系统控制性能的关键因素。容错控制作为一种有效补偿故障、增强系统可靠性和安全性的手段,已成为近年来国内外的研究热点,广泛应用于系统执行器故障的补偿研究中。高速列车运行过程中,如果发生执行器故障,列控系统采用原有驾驶策略不能确保列车仍然维持期望的性能。因此,开展执行器故障下高铁列控系统的容错控制算法研究是非常有必要的。本文从曲线追踪、牵引/制动约束和状态镇定三方面着手,针对高铁列控系统自适应主动容错控制问题展开研究,主要工作如下:首先,研究未知执行器故障下高速列车的反步自适应主动容错控制问题。针对高速列车的运行控制问题,提出一种基于反步法的自适应主动容错控制策略,并将其推广至多源干扰和执行器故障下的高阶严格反馈非线性系统。根据严格反馈非线性系统的特性,对未知执行器故障下高速列车的单质点模型进行分析,利用神经网络良好的逼近能力在线...
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
常用缩略语及数学符号
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 自适应主动容错控制
1.2.2 高铁列控系统容错控制
1.3 本文主要研究内容
2 预备知识
2.1 列车运行控制系统
2.2 列车动力学模型
2.3 基本引理和定理
3 基于反步法的高速列车自适应主动容错控制
3.1 问题描述
3.2 基于执行器故障的反步自适应容错控制
3.3 基于调节函数的反步自适应容错控制
3.4 本章小结
4 牵引/制动约束情况下的类PID滑模容错控制
4.1 问题描述
4.2 基于类PID滑模面的自适应控制
4.3 基于执行器故障的神经自适应滑模主动容错控制
4.4 基于执行器故障和输入受限的滑模自适应主动容错控制
4.5 本章小结
5 时变不确定运行环境下的多维滑模主动容错控制
5.1 问题描述
5.2 基于多维滑模面的自适应控制
5.3 基于多维滑模面的自适应容错控制
5.4 本章小结
6 基于LMI的高速列车自适应容错控制
6.1 问题描述
6.2 执行器故障下的复合主动容错控制
6.3 执行器故障下的自适应主动容错控制
6.4 本章小结
7 多源干扰下的高速列车(?)_∞容错控制
7.1 问题描述
7.2 基于扰动观测器的自适应(?)_∞容错控制
7.3 基于改进扰动观测器的自适应主动容错控制
7.4 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Distributed cooperative control of multiple high-speed trains under a moving block system by nonlinear mapping-based feedback[J]. Bin NING,Hairong DONG,Shigen GAO,Tao TANG,Wei ZHENG. Science China（Information Sciences）. 2018(12)
[2]高速列车信息控制系统的故障诊断技术[J]. 周东华,纪洪泉,何潇. 自动化学报. 2018(07)
[3]Robust output feedback cruise control for high-speed train movement with uncertain parameters[J]. 李树凯,杨立兴,李克平. Chinese Physics B. 2015(01)
[4]中国高速铁路的发展与技术创新[J]. 卿三惠,李雪梅,卿光辉. 高速铁路技术. 2014(01)
[5]基于参考模型的ATO自适应控制算法研究[J]. 罗恒钰,徐洪泽. 铁道学报. 2013(07)
[6]中国高速铁路发展及其经济影响分析[J]. 王顺洪. 西南交通大学学报(社会科学版). 2010(05)
[7]执行器饱和T-S模糊系统的鲁棒耗散容错控制[J]. 陶洪峰,胡寿松. 控制理论与应用. 2010(02)
[8]中国高速列车的创新发展[J]. 张卫华,王伯铭. 机车电传动. 2010(01)
[9]列车自动驾驶系统控制算法综述[J]. 唐涛,黄良骥. 铁道学报. 2003(02)
[10]基于输出反馈特征结构配置的重构控制系统设计(英文)[J]. 任章,唐小静,陈杰. 控制理论与应用. 2002(03)
本文编号：3695594
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
常用缩略语及数学符号
1 引言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 自适应主动容错控制
1.2.2 高铁列控系统容错控制
1.3 本文主要研究内容
2 预备知识
2.1 列车运行控制系统
2.2 列车动力学模型
2.3 基本引理和定理
3 基于反步法的高速列车自适应主动容错控制
3.1 问题描述
3.2 基于执行器故障的反步自适应容错控制
3.3 基于调节函数的反步自适应容错控制
3.4 本章小结
4 牵引/制动约束情况下的类PID滑模容错控制
4.1 问题描述
4.2 基于类PID滑模面的自适应控制
4.3 基于执行器故障的神经自适应滑模主动容错控制
4.4 基于执行器故障和输入受限的滑模自适应主动容错控制
4.5 本章小结
5 时变不确定运行环境下的多维滑模主动容错控制
5.1 问题描述
5.2 基于多维滑模面的自适应控制
5.3 基于多维滑模面的自适应容错控制
5.4 本章小结
6 基于LMI的高速列车自适应容错控制
6.1 问题描述
6.2 执行器故障下的复合主动容错控制
6.3 执行器故障下的自适应主动容错控制
6.4 本章小结
7 多源干扰下的高速列车(?)_∞容错控制
7.1 问题描述
7.2 基于扰动观测器的自适应(?)_∞容错控制
7.3 基于改进扰动观测器的自适应主动容错控制
7.4 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]Distributed cooperative control of multiple high-speed trains under a moving block system by nonlinear mapping-based feedback[J]. Bin NING,Hairong DONG,Shigen GAO,Tao TANG,Wei ZHENG. Science China（Information Sciences）. 2018(12)
[2]高速列车信息控制系统的故障诊断技术[J]. 周东华,纪洪泉,何潇. 自动化学报. 2018(07)
[3]Robust output feedback cruise control for high-speed train movement with uncertain parameters[J]. 李树凯,杨立兴,李克平. Chinese Physics B. 2015(01)
[4]中国高速铁路的发展与技术创新[J]. 卿三惠,李雪梅,卿光辉. 高速铁路技术. 2014(01)
[5]基于参考模型的ATO自适应控制算法研究[J]. 罗恒钰,徐洪泽. 铁道学报. 2013(07)
[6]中国高速铁路发展及其经济影响分析[J]. 王顺洪. 西南交通大学学报(社会科学版). 2010(05)
[7]执行器饱和T-S模糊系统的鲁棒耗散容错控制[J]. 陶洪峰,胡寿松. 控制理论与应用. 2010(02)
[8]中国高速列车的创新发展[J]. 张卫华,王伯铭. 机车电传动. 2010(01)
[9]列车自动驾驶系统控制算法综述[J]. 唐涛,黄良骥. 铁道学报. 2003(02)
[10]基于输出反馈特征结构配置的重构控制系统设计(英文)[J]. 任章,唐小静,陈杰. 控制理论与应用. 2002(03)
本文编号：3695594
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3695594.html
