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基于自抗扰控制的重载列车速度跟踪控制
| 论文题名： | 基于自抗扰控制的重载列车速度跟踪控制 |
| 关键词： | 重载列车;多质点单位移模型;自抗扰控制;鲁棒自适应控制;遗传算法 |
| 摘要： | 发展重载运输是交通强国战略的重要一部分，直接关系到国民经济的发展。但由于重载列车本身结构复杂，运行环境多变，导致列车系统存在内部不确定性并受到外界未知扰动，直接影响了列车运行的安全、高效、平稳、节能等性能指标。因此，研究重载列车的模型和控制方法，使列车在存在未建模动态、内部不确定性及受到外界扰动情况下仍能保持系统鲁棒性和稳定性十分重要，直接关系到列车运行的安全性、高效性。为解决上述问题，所做具体研究如下： 1、根据重载列车的自身特性和运行线路情况，建立能明确列车车厢间相互作用力和能反应列车运行实际情况的多质点模型，但为考虑降低模型复杂度、便于计算分析，在保留多质点模型优势的前提下将列车多质点模型转化为列车多质点单位移模型。 2、基于重载列车多质点单位移模型设计自抗扰控制器，利用该控制器不依赖列车精确模型、能够观测列车未建模动态和外界未知扰动并补偿这些具有不确定性的总扰动的特点去控制列车的运行状态，并进行仿真验证和分析。仿真验证时，设定列车运行的目标速度曲线，采用改进的遗传算法对控制器参数进行调整和优化，使列车在自抗扰控制器操纵下跟踪目标速度曲线，通过速度跟踪误差来反映该控制器的有效性。 3、为能够减轻自抗扰控制过程中的参数设置复杂程度，让控制器中的部分参数能够实现自动更新，并使重载列车系统在受到扰动和不确定因素影响时，能够更好地保持其稳定性和鲁棒性，同时达到精确跟踪目标速度曲线的控制目的，设计了基于鲁棒自适应控制的自抗扰控制器，且将其与PID控制器、一般的自抗扰控制器进行仿真结果的比较。 本文通过研究重载列车的运行特性，建立列车的多质点单位移模型，并设计自抗扰控制器和基于鲁棒自适应的自抗扰控制器使列车实现对目标速度曲线的精确跟踪，并进行仿真验证说明本文方法的有效性和优势。 |
| 作者： | 金爱丽 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 杨辉;付雅婷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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