高速鐵路的發(fā)展對我國經(jīng)濟建設、緩解交通負擔有著重大意義。然而,影響高速列車運行速度的機理復雜,建立高精度的列車動力學模型,設計簡單可靠的速度跟蹤控制器十分困難。首先,列車在高速運行中面對的氣動阻力不可忽略,而氣動阻力與速度的平方成正比,成為高速列車動力學模型中一個難于處理的非線性項。其次,列車系統(tǒng)中元器件老化或損壞,高速列車系統(tǒng)本身的特性便會隨之發(fā)生改變,往往不可避免地造成系統(tǒng)結構參數(shù)變化的結果。再次,在實際高速列車運行中,隨著運行過程中工況條件及環(huán)境的變化,存在外界干擾及輸入輸出受限等不確定因素,若未能考慮這些不確定因素則會產(chǎn)生一定的未建模誤差。因此,針對高速列車動力學系統(tǒng)復雜多變的特點,提出采用特征建模的方法對高速列車動力學進行分析,并建立等效的低階慢時變特征模型,然后基于所建特征模型和跟蹤控制要求設計全系數(shù)自適應控制器,實現(xiàn)速度跟蹤自適應控制。最后在此基礎上,進一步考慮系統(tǒng)滯后的影響,分析并建立誤差預測系統(tǒng),結合誤差預測實現(xiàn)了考慮滯后的全系數(shù)自適應控制。論文的研究內(nèi)容主要由以下幾個方面組成:首先,根據(jù)高速列車物理機理分析了列車動力學常規(guī)數(shù)學模型,并基于此動力學基礎分析了特征建模的...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高速列車建�，F(xiàn)狀
        1.2.2 高速列車控制現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容及結構
        1.3.1 論文研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結構
2 高速列車動力學理論
    2.1 列車牽引力
        2.1.1 輪周牽引力的產(chǎn)生
        2.1.2 粘著牽引力
    2.2 列車阻力
        2.2.1 基本阻力
        2.2.2 附加阻力
    2.3 列車制動力
        2.3.1 制動力的產(chǎn)生
        2.3.2 制動力的計算
    2.4 列車動力學模型
    2.5 本章小結
3 特征建模及其參數(shù)估計
    3.1 特征模型的基本概念
    3.2 高速列車特征建模
        3.2.1 非線性系統(tǒng)特征建模理論
        3.2.2 高速列車特征建模
    3.3 特征參數(shù)辨識方法
        3.3.1 加權遞推最小二乘法的基本原理
        3.3.2 時變系統(tǒng)的遞推最小二乘法參數(shù)辨識方法
    3.4 參數(shù)估計仿真及模型驗證
    3.5 本章小結
4 高速列車運行速度全系數(shù)自適應控制
    4.1 基于特征模型的自適應控制律
        4.1.1 維持/跟蹤目標輸出的控制律
        4.1.2 誤差反饋控制律
    4.2 高速列車的理想速度曲線
    4.3 速度跟蹤控制仿真與分析
        4.3.1 高速列車的黃金分割組合自適應控制
        4.3.2 高速列車的非線性黃金分割組合自適應控制
    4.4 本章小結
5 考慮滯后的全系數(shù)自適應控制
    5.1 預測模型
        5.1.1 支持向量機
        5.1.2 最小二乘支持向量機
    5.2 滾動時間窗
    5.3 參數(shù)尋優(yōu)
    5.4 仿真分析
        5.4.1 預測模型仿真
        5.4.2 考慮滯后跟蹤控制仿真
    5.5 本章小結
6 結論與展望
    6.1 工作總結
    6.2 下一步工作及展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3803281