本文關(guān)鍵詞：基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近與魯棒容錯的列車自適應(yīng)粘著控制

  更多相關(guān)文章： 高速列車運行安全 粘著機理 最優(yōu)粘著控制 變步長搜索 RBF網(wǎng)絡(luò)逼近 自適應(yīng)控制 魯棒容錯控制

【摘要】：最近幾年來,我國在高速列車方面發(fā)展迅猛,尤其是在鐵路建設(shè)、鐵路裝備和鐵路運營管理等方面取得了一系列突破性進展。由于我國鐵路路網(wǎng)規(guī)模龐大、沿線地形復(fù)雜多變、各地氣候不盡相同,并且隨著運行速度的不斷提升,列車運行環(huán)境變得更加復(fù)雜多變,因此列車的運行安全問題越來越受到社會的廣泛關(guān)注。高速列車的運行安全與牽引系統(tǒng)中粘著控制的穩(wěn)定性和性能有著密切的聯(lián)系。因此,本文針對高速列車動力學建模時引入的不確定擾動和列車由于機械疲勞、磨損等多方面因素導致牽引效率下降的狀況,進行研究并設(shè)計可靠的粘著防滑控制策略來保證列車穩(wěn)定安全的運行。本文主要研究工作分為以下四部分：(1)首先詳細闡述了輪軌間粘著機理,在微觀角度研究了輪軌粘著過程,并分析了輪軌粘著特性及其主要影響因素。在此基礎(chǔ)上,為了更加充分地體現(xiàn)高速列車在實際復(fù)雜環(huán)境下運行時受到的各種不確定時變擾動,列車模型中引入了未知時變干擾項,對列車創(chuàng)建了更為精確的動力學模型。(2)考慮到高速列車在運行過程中需要盡可能地提高輪軌間粘著利用率,本文中高速列車最優(yōu)粘著控制采用漸近跟蹤的控制方式來提高輪軌間粘著利用率。為此,本文設(shè)計了一種改進的變步長搜索算法來搜索期望跟蹤目標,它不依賴于列車復(fù)雜多變的運行環(huán)境,僅與列車自身運行狀態(tài)有關(guān)。相較于常規(guī)的搜索算法,改進的變步長搜索算法在精度和速度上都有較大的優(yōu)勢。(3)列車動力學模型中干擾的引入,雖然使列車粘著系統(tǒng)模型更加精確,但是也加大了粘著控制策略的設(shè)計難度。針對未知擾動的處理,本文采用RBF網(wǎng)絡(luò)來逼近未知擾動項,設(shè)計出基于不確定逼近的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)粘著控制策略,并給出所設(shè)計的粘著控制策略在穩(wěn)定性和有效性方面的證明分析。(4)鑒于列車動態(tài)模型系統(tǒng)參數(shù)的不確定性和外部運行環(huán)境的時變擾動性,同時將粘著控制系統(tǒng)執(zhí)行設(shè)備的故障狀況考慮進來,本文設(shè)計的改進型魯棒自適應(yīng)容錯控制算法,避免了控制器工作點不連續(xù)可能造成的控制策略異常的缺陷,并且通過李雅普諾夫穩(wěn)定分析法對所設(shè)計的控制策略做出了穩(wěn)定性分析。為了驗證本文所設(shè)計的粘著控制策略的有效性和穩(wěn)定性,上述方案都在MATLAB環(huán)境下完成了數(shù)字仿真試驗。文章最后對本文的主要研究內(nèi)容做出了總結(jié),并指出了下一步研究工作的建議。
【關(guān)鍵詞】：高速列車運行安全 粘著機理 最優(yōu)粘著控制 變步長搜索 RBF網(wǎng)絡(luò)逼近 自適應(yīng)控制 魯棒容錯控制
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U284.48
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 粘著控制技術(shù)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 粘著防滑控制技術(shù)研究分析16-17
• 1.4 主要工作17-19
• 2 粘著機理和高速列車動力學建模研究19-37
• 2.1 輪軌粘著基本理論19-23
• 2.1.1 粘著機理研究19-20
• 2.1.2 粘著特性研究20-22
• 2.1.3 粘著特性的主要影響因素22-23
• 2.2 高速列車最優(yōu)粘著控制系統(tǒng)建模設(shè)計23-36
• 2.2.1 高速列車非線性動力學建模的研究24-27
• 2.2.2 牽引轉(zhuǎn)矩觀測器設(shè)計27-29
• 2.2.3 變步長搜索算法設(shè)計29-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 3 基于不確定逼近的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制策略研究與設(shè)計37-49
• 3.1 包含未知擾動的高速列車模型建立37-39
• 3.2 高速列車動態(tài)模型中擾動部分的RBF網(wǎng)絡(luò)逼近39-40
• 3.3 控制器的設(shè)計與穩(wěn)定性分析40-43
• 3.4 仿真驗證43-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 魯棒自適應(yīng)容錯控制策略研究與設(shè)計49-63
• 4.1 高速列車非線性系統(tǒng)動力學方程建立49-51
• 4.2 魯棒自適應(yīng)容錯控制設(shè)計51-53
• 4.3 穩(wěn)定性證明53-56
• 4.4 仿真驗證56-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 5 總結(jié)與建議63-66
• 5.1 研究工作總結(jié)63-64
• 5.2 對未來工作的建議64-66
• 參考文獻66-69
• 圖索引69-70
• 表索引70-72
• 學位論文數(shù)據(jù)集72

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭惠民;;輪軌摩擦改進系統(tǒng)[J];鐵道機車車輛工人;2008年12期

2 翟婉明;鐵路輪軌高頻隨機振動理論解析[J];機械工程學報;1997年02期

3 夏富杰,詹斐生,張衛(wèi)華;輪軌幾何接觸的通解研究[J];機械工程學報;2000年08期

4 張衛(wèi)華,周文祥,陳良麒,金學松,黃麗湘;高速輪軌粘著機理試驗研究[J];鐵道學報;2000年02期

5 趙國堂,田越,劉鐵,趙鋼;輪軌水平力連續(xù)測試技術(shù)的研究[J];鐵道學報;2000年03期

6 姜向東;有關(guān)鐵路輪軌噪聲問題的探討[J];中國鐵路;2000年10期

7 覃為剛,唐懷平;輪軌水介質(zhì)粘著分析[J];西南交通大學學報;2000年05期

8 俞展猷;輪軌磨耗機理與輪軌潤滑[J];鐵道機車車輛;2000年05期

9 金學松,沈志云;輪軌滾動接觸力學的發(fā)展[J];力學進展;2001年01期

10 曾京,胡松;輪軌摩擦碰撞及脫軌的研究[J];振動工程學報;2001年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫瓊;臧其吉;;關(guān)于輪軌滾動摩擦機理的探討[A];第六屆全國摩擦學學術(shù)會議論文集（上冊）[C];1997年

2 沈鋼;H.Chollet;葉志森;;輪軌外形及接觸問題的進一步研究[A];中國鐵道學會車輛委員會2004年度鐵路機車車輛動態(tài)仿真學術(shù)會議論文集[C];2004年

3 趙鑫;溫澤峰;金學松;;表面不平順對輪軌滾動摩擦溫度場的影響[A];中國鐵道學會車輛委員會2004年度鐵路機車車輛動態(tài)仿真學術(shù)會議論文集[C];2004年

4 李敬偉;王夏搆;;輪軌粘著-蠕滑特性實驗研究[A];第五屆全國青年摩擦學學術(shù)會議論文集[C];1999年

5 王文健;郭俊;劉啟躍;;輪軌磨損與滾動疲勞裂紋損傷關(guān)系及預(yù)防研究[A];2009年全國青年摩擦學學術(shù)會議論文集[C];2009年

6 劉啟躍;王夏秋;;輪軌接觸幾何參數(shù)匹配問題探討[A];第五屆全國摩擦學學術(shù)會議論文集（下冊）[C];1992年

7 張氫;胡曄;陸青;陳荔新;劉剛;;自動化碼頭電動小車的輪軌粘著影響因素分析[A];自主創(chuàng)新 實現(xiàn)物流工程的持續(xù)與科學發(fā)展——第八屆物流工程學術(shù)年會論文集[C];2008年

8 李石磊;;二元結(jié)構(gòu)固體潤滑裝置在機車輪軌減磨上的應(yīng)用[A];鄭州鐵路局“十百千”人才培育助推工程論文集[C];2011年

9 張良威;李芾;;影響重載貨車輪軌磨耗的曲線幾何參數(shù)研究[A];實踐 開拓 創(chuàng)新——2008年快速重載車輛轉(zhuǎn)向架與輪軸學術(shù)研討會論文匯編[C];2008年

10 高學軍;李映輝;高慶;翟婉明;彭陽華;;基于Sato模型的輪軌非線性穩(wěn)定性與分岔研究[A];第十一屆全國非線性振動學術(shù)會議暨第八屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 本報通訊員 楊曉文;引進國際新技術(shù) 根治輪軌摩擦頑癥[N];人民鐵道;2013年

2 ;中低速磁浮是交通安全和環(huán)保發(fā)展的撒手锏[N];人民政協(xié)報;2012年

3 李富永;京滬線為何選用輪軌技術(shù)？[N];中華工商時報;2004年

4 田音;京滬高速鐵路緣何青睞輪軌技術(shù)[N];經(jīng)理日報;2003年

5 沈穎;高速輪軌遭遇經(jīng)濟難題[N];南方周末;2003年

6 本報駐法國記者 鄭園園;法國輪軌高速譜新篇[N];人民日報;2001年

7 王京一;京滬高鐵輪軌技術(shù)占上風[N];經(jīng)理日報;2005年

8 記者 邵斌;專家攻克高速鐵路關(guān)鍵技術(shù)[N];大眾科技報;2002年

9 柯言;骨氣、勇氣與能力[N];科技日報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張軍;基于有限元法的輪軌蠕滑理論研究[D];大連理工大學;2003年

2 周文祥;非正交系坐標測量機理論及輪軌外形測量技術(shù)研究[D];西南交通大學;2005年

3 宋穎;高速車輪失圓對輪軌動力作用的影響及其監(jiān)測方法研究[D];北京交通大學;2010年

4 申鵬;輪軌黏著特性試驗研究[D];西南交通大學;2012年

5 農(nóng)漢彪;輪軌垂向載荷連續(xù)測量與識別方法研究[D];西南交通大學;2012年

6 馬心坦;輪軌滾動噪聲預(yù)測與控制研究[D];北京交通大學;2007年

7 郭俊;輪軌滾動接觸疲勞損傷機理研究[D];西南交通大學;2006年

8 王文健;輪軌滾動接觸疲勞與磨損耦合關(guān)系及預(yù)防措施研究[D];西南交通大學;2008年

9 劉海平;高速鐵路輪軌滾動噪聲建模、預(yù)測與控制研究[D];上海交通大學;2011年

10 肖杰靈;客貨混跑鐵路鋼軌非對稱打磨的理論與試驗研究[D];西南交通大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖南;基于超聲波的輪軌界面研究[D];西南交通大學;2012年

2 黃潔;不同法向載荷下輪軌材料滾動摩擦磨損行為研究[D];西南交通大學;2015年

3 曹亞博;重載貨車系統(tǒng)動力學建模及仿真分析[D];西南交通大學;2015年

4 白雪;踏面形狀對地鐵車輛動力學性能及輪軌磨耗影響研究[D];西南交通大學;2015年

5 丁昊昊;軸重和速度對輪軌材料滾動磨損與損傷性能影響[D];西南交通大學;2015年

6 劉志遠;高速動車驅(qū)動系統(tǒng)動力學及輪軌粘滑振動研究[D];西南交通大學;2015年

7 陳迪來;輪軌局部激擾對機車動力學性能影響分析[D];西南交通大學;2015年

8 王宇;車輪失圓激擾下的輪軌動力響應(yīng)分析[D];西南交通大學;2015年

9 應(yīng)忠良;變軸重工況下輪軌磨損性能研究[D];西南交通大學;2015年

10 姚治鋒;大軸重貨車道岔通過性能及輪軌動態(tài)作用影響研究[D];西南交通大學;2015年

，

本文編號：579491