动车组的多变量非线性预测控制研究
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耿睿(1994—),男,硕士研究生,研究方向为高速列车自动驾驶控制。E-mail:904294957@qq.com。

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中图分类号:

U284

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国家自然科学基金资助项目(51565012;61673172;61663013)


Multivariable Nonlinear Predictive Control of EMU
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    摘要:

    通过分析动车组的牵引-制动系统,建立动车组的各动力单元的线性模型,考虑到动车组运行过程中空气阻力、未知干扰等非线性因素,将实际输出与线性模型输出的误差描述为未建模动态,将动车组运行过程这一非线性问题描述成为线性模型与非线性未建模动态两部分组成的集成模型, 利用 BP 神经网络在线估计未建模动态项, 利用递推辨识算法在线更新模型参数。在控制器设计中将广义预测控制器、未建模动态补偿器相结合,设计了多变量非线性广义预测控制器。基于 CRH380A 型动车组为对象进行仿真,实现了对给定速度的高精确跟踪控制,以及动车组的准时、舒适、安全的运行要求。

    Abstract:

    By analyzing the traction -braking system of EMU, this paper establishes the linear model of each power unit of EMU. Considering the existing nonlinear problems such as air resistance and unknown interference during EMU operation, the error between actual output and linear model output is described as unmodeled dynamics. As a nonlinear problem, EMU operation process is described as an integrated model composed of linear model and nonlinear unmodeled dynamics. BP neural network is used to estimate the unmodeled dynamic items online, and the recursive identification algorithm is used to update the model parameters online. In the controller design, the generalized predictive controller and unmodeled dynamic compensator are combined to design the multivariable nonlinear generalized predictive controller. Based on the simulation of CRH380A EMU, the highprecision tracking control of the given speed is realized, and the on -time, comfortable and safe operation requirements of the EMU are realized.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

耿睿,李中奇,杨辉.动车组的多变量非线性预测控制研究[J].华东交通大学学报,2021,38(2):61-66.

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  • 在线发布日期: 2021-06-18
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