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基于自适应控制的列车自动运行仿真研究
| 论文题名： | 基于自适应控制的列车自动运行仿真研究 |
| 关键词： | 列车自动运行;最小二乘估计;系统辨识;自校正控制;模型参考自适应控制;位置跟踪 |
| 摘要： | 列车自动驾驶系统的关键是运行控制算法，通过控制算法实时调整列车运行速度，保证列车按预先计划安全运行。设计合理有效的列车控制算法可减少停车误差，提高运行的舒适性，实现节能等。同时高精度的速度和位置跟踪对列车的安全可靠运行至关重要。 本论文探讨列车在外界阻力扰动下的自动运行控制问题，针对列车质量及各种阻力系数的不确定性，提出了基于模型参考自适应控制和自校正控制相结合的自适应控制算法。 论文首先通过研究列车运动的牵引制动规律和相关不确定性变量，建立了采用微分方程描述的列车动力学模型。然后在此基础上设计基于最小二乘估计的不确定参数辨识算法。论文根据参数的时变特性，采用带遗忘因子的最小二乘估计递推算法来实时辨识不确定参数，辨识结果通过自校正环节反馈到自适应控制器，从而提高列车模型和自适应控制的精度。自适应控制器的设计采取模型参考自适应控制算法，基于Lyapunov函数设计自适应律和控制律，可以有效保障系统的渐近稳定。 论文最后采用Simulink进行了控制系统的仿真设计，对被控对象的建模和自适应控制算法采用系统函数(S-Function)实现，通过在理想和非理想运行轨线的速度位置跟踪，验证了本论文所设计的自适应控制算法能有效地克服时变参数的扰动对列车运行性能的影响，从而实现高精度的列车运行轨迹跟踪控制。 |
| 作者： | 李延建 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 周永华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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