详情

原文传递基于状态约束的列车速度跟踪控制方法

专利名称：	基于状态约束的列车速度跟踪控制方法
摘要：	本发明提供了一种基于状态约束的列车速度跟踪控制方法，包括：采集列车的实时运行参数以及列车运行约束的相关参数；根据所述实时运行参数和列车运行约束的相关参数建立包含约束条件的列车动力学模型；采用非线性映射方法对包含约束条件的列车动力学模型进行非线性映射，得到列车控制模型；根据所述列车控制模型对当前列车进行运行控制。本方法可以保证将列车控制系统的状态约束在安全范围内，并实现列车位置和速度的稳定跟踪。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京交通大学
发明人：	高士根;董海荣;孙亚文;宁滨
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910543296.4
公开号：	CN110281987A
代理机构：	北京市商泰律师事务所
代理人：	孙洪波
分类号：	B61L27/00(2006.01);B;B61;B61L;B61L27
申请人地址：	100044 北京市海淀区西直门外上园村3号
主权项：	1.一种基于状态约束的列车速度跟踪控制方法，其特征在于，包括：采集列车的实时运行参数以及列车运行约束的相关参数；根据所述的实时运行参数和列车运行约束的相关参数建立包含约束条件的列车动力学模型；采用非线性映射方法对所述的包含约束条件的列车动力学模型进行非线性映射，得到列车控制模型；根据所述列车控制模型对当前列车进行运行控制。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的列车的实时运行参数包括：列车的当前速度和列车当前位置。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据所述实时参数和列车运行约束的相关参数建立包含约束条件的列车动力学模型，包括：所述的约束条件为：列车位置的约束记为：列车速度的约束记为：其中p(t)为列车实时最小位置约束，为列车实时最大位置约束，v(t)为列车实时最低速度约束，为列车实时最高速度约束。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的列车运行约束包括防护曲线约束、分相区速度约束和弯道速度约束。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采用非线性映射方法对所述的列车动力学模型进行非线性映射，包括对所述列车动力学模型中的列车的位置p(t)、速度v(t)、位置-时间目标曲线p目标(t)和速度-时间目标曲线v目标(t)进行非线性映射。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的非线性映射方法包括以下三种：当列车状态约束只存在上界时，非线性映射为：当列车状态约束只存在下界时，非线性映射为： p(t)＝log(p(t)-p(t))；v(t)＝log(v(t)-v(t))； p目标(t)＝log(p目标(t)-p(t))；v目标(t)＝log(v目标(t)-v(t))；当列车状态约束存在上界和下界时，非线性映射为：其中p(t)为映射后的位置，v(t)为映射后的速度，p目标(t)为映射后的位置-时间曲线，v目标(t)为映射后的速度-时间曲线。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据所述列车控制模型对当前列车进行控制，包括：采用PID控制方法或反步控制方法对当前列车进行控制。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的采用PID控制方法根据所述列车控制模型对当前列车进行控制，包括：将映射后的列车位置p(t)与映射后的目标位置-时间曲线p目标(t)作差，得到列车当前位置误差e1(t)；将映射后的列车速度v(t)与映射后的目标速度-时间曲线v目标(t)作差，得到列车当前的速度误差e2(t)；将列车的位置误差和速度误差线性叠加得到总误差：e(t)＝e1(t)+αe2(t)，其中α为正常数且α∈(0,1)；设计列车单位质量的牵引力或制动力为
所属类别：	发明专利