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基于鲁棒估计理论的列车组合定位方法研究
| 论文题名： | 基于鲁棒估计理论的列车组合定位方法研究 |
| 关键词： | 列车组合定位;列车运行控制;传感器数据融合;鲁棒估计;H∞鲁棒滤波;自适应滤波 |
| 摘要： | 列车定位是列车运行控制系统形成有效控制策略并保障列车安全高效运行的重要保证,采用多种传感器集成构成列车组合定位系统是列车定位技术的发展趋势。传感器数据融合作为列车组合定位系统的核心功能,在传感器数量增多、系统结构趋于复杂的情况下,需要充分考虑融合估计的鲁棒性,使定位系统在确保安全的前提下具备较高的性能水平。 论文针对列车定位的实际特性,结合多传感器组合的系统结构,从H∞鲁棒滤波这一类典型的鲁棒估计方法出发,研究了基于鲁棒估计理论的列车组合定位方法,提出一种cubature H∞鲁棒滤波算法,采用联邦滤波结构形成分散化滤波算法,并进一步提出采用变约束系数策略的自适应滤波方案。在此基础上,论文将研究拓展至列车组合定位的完整过程,研究了列车组合定位的完整性保障方法。论文的创新性工作主要包括: (1)总结基于滤波估计的列车组合定位模型,提出一种cubature H∞非线性鲁棒滤波算法,并基于联邦滤波结构,提出了基于信息分配系数动态调节的分散化cubature H∞滤波方案。 (2)提出一种变约束系数cubature H∞自适应滤波算法,对参数自适应方案中的约束系数作用机理、最优约束系数求解等问题进行了研究,确定了可行的约束系数动态调节策略。 (3)提出一种分级递进式列车组合定位完整性保障方法,确定了系统自主完整性监测及保障框架,并针对列车组合定位的传感器输入、传感器融合、地图匹配输出等过程分别提出了完整性保障策略。 (4)构建了多传感器列车组合定位仿真系统,对传感器误差模型、列车轨迹仿真等问题进行了研究,通过设置不同场景进行的多传感器协同仿真对论文理论成果进行了集成验证。 论文结合列车组合定位仿真及实际现场测试实验,验证了本文提出的基于鲁棒估计理论的列车组合定位方法能够在多种性能指标中取得良好平衡,有效用于现代列车运行控制系统。 |
| 作者： | 刘江 |
| 专业： | 智能交通工程 |
| 导师： | 唐涛;蔡伯根 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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