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高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制
| 论文题名： | 高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制 |
| 关键词： | 高速列车;自适应主动防滑牵引控制器;制动控制器;行车安全 |
| 摘要： | 高速铁路技术已经成为当今交通运输领域的研究热点，并且随着列车运行速度的不断提升，行车过程中的安全性、可靠性问题也越发引起人们的重视。列车的牵引与制动系统作为控制运行过程的关键子系统之一，它的稳定性及防滑性能是高速列车控制器设计中需要考虑的重要因素。 然而通过对现存列车控制系统和目前理论研究成果的总结可以发现，大多数列车的防滑控制器是独立于牵引与制动系统来设计的，这种做法没有考虑到列车内在的相互作用以及防滑装置与牵引制动装置的相互联系，将防滑约束条件直接施加于牵引与制动控制器后，往往会造成列车牵引与制动系统性能的降低，严重的甚至会对系统的稳定性造成影响，直接危害到高速列车的行车安全。 本文为解决上述问题，主要进行了以下三方面的工作:(1)将车轮的防滑约束条件直接融入到列车牵引与制动系统的模型中，构建能够主动防滑的牵引与制动控制器，通过跟踪车轮期望蠕滑率来实现控制器设计目标;(2)针对这种新的列车牵引与制动系统模型，提出了基于Barrier李雅普诺夫函数(BLF)的高速列车主动防滑牵引与制动控制方法，能够防止由于控制过程中的瞬态响应问题出现的车轮滑行现象，而后逐步改变BLF中的边界参数取值，再通过一种混合控制器的切换实现了列车的全局防滑（也包括再粘着控制）过程;(3)对于系统中不能直接测量、随时间条件变化或者无法给出精确模型的参数变量，用自适应的方法估计获得，以实现完整的控制算法设计。 理论分析过程及Matlab实验仿真结果都验证了该系统的稳定性和有效性，实现了预期的控制器设计目标。最终形成的高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制器全部所需参数都能通过现有手段测量得到，并且能够在不牺牲列车牵引与制动性能的前提下，实现列车的防滑控制，保证列车安全运行。 |
| 作者： | 杨婉青 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 宋永端 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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