面向控制的高速列車的閉環(huán)辨識(shí)建模.pdf

1、高速鐵路作為很重要的交通工具具有很多的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，例如具有速度比較高、能耗很低、運(yùn)載力大、安全舒適等，因此高速列車自然成為世界各國優(yōu)先考慮發(fā)展的綠色交通工具。然而，隨著科技的進(jìn)步，列車運(yùn)行速度也在不斷的提高，從而導(dǎo)致列車的各個(gè)部件之間的相互作用顯著加劇，例如輪軌、轉(zhuǎn)向架與內(nèi)部各部件。隨著列車整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)作用的明顯惡化，這就對(duì)列車的安全與穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。因此，為了使高速列車運(yùn)行的更加安全、更好的促進(jìn)高速鐵路的發(fā)展，應(yīng)該急需開展對(duì)于

2、高速列車動(dòng)力學(xué)模型的研究，從而可以更好的控制和優(yōu)化高速列車。
　　首先，基于物理原理和已建立的高速列車動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)已建立的高速列車動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行整理、分離、簡化和再建立處理，構(gòu)建了描述高速列車單質(zhì)點(diǎn)整車動(dòng)力學(xué)模型和轉(zhuǎn)向架各主要構(gòu)件部分動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)建立的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，進(jìn)而得到差分方程和傳遞函數(shù)。同時(shí)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型中影響動(dòng)力學(xué)準(zhǔn)確性的參數(shù)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了所選取參數(shù)的合理性，所定參數(shù)滿足高速列車動(dòng)力學(xué)模型的建立要求。

3、>　　其次，數(shù)據(jù)采集方案的設(shè)計(jì)。根據(jù)辨識(shí)所需要的高速列車動(dòng)力學(xué)模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)方案設(shè)計(jì)，對(duì)于采集數(shù)據(jù)的界面軟件用LabView進(jìn)行創(chuàng)建，利用LabView的優(yōu)勢(shì)，例如清晰的畫圖界面、龐大的計(jì)算能力和處理圖像的專業(yè)性。數(shù)據(jù)采集完成之后利用MATLAB的編程優(yōu)勢(shì)，對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和模擬仿真。對(duì)于所要采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了傳感器的選擇，對(duì)傳感器的工作原理進(jìn)行了說明。對(duì)實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)的分析和去噪和濾波處理。
　　最后，運(yùn)用

4、極大似然開環(huán)辨識(shí)方法和閉環(huán)頻域辨識(shí)方法對(duì)高速列車動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了辨識(shí)，得到辨識(shí)數(shù)據(jù)和模型中的實(shí)際值之間的對(duì)比數(shù)據(jù)。通過兩種不同辨識(shí)方法的比較和辨識(shí)值和真值之間的比較可以了解模型中參數(shù)對(duì)模型影響的程度，可以為準(zhǔn)確建模提供理論基礎(chǔ)。對(duì)所采的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，通過數(shù)據(jù)擬合圖和辨識(shí)仿真圖進(jìn)行的對(duì)比以及辨識(shí)曲線擬合程度的準(zhǔn)確性來評(píng)價(jià)辨識(shí)方法的有效性，進(jìn)而分析算法的收斂速度和參數(shù)的影響程度。閉環(huán)辨識(shí)所建立的模型為設(shè)計(jì)控制器的準(zhǔn)確性提供了保障，對(duì)于閉