基于多智能體一致技術(shù)的高速列車(chē)分布式控制.pdf

1、近年來(lái)，高速鐵路運(yùn)輸在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中扮演著越來(lái)越重要的角色，與傳統(tǒng)列車(chē)相比，高速列車(chē)更快速、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。但是其對(duì)控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的集中控制方法雖然應(yīng)用廣泛，但實(shí)際控制效果仍有待提高。因此，建立高速列車(chē)多質(zhì)點(diǎn)模型以便更準(zhǔn)確地描述其動(dòng)態(tài)運(yùn)行特征，同時(shí)研究更加有效的高速列車(chē)控制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確跟蹤，具有重要意義。
　　本文在對(duì)高速列車(chē)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了高速列車(chē)的建模和控制方法，然后針對(duì)多質(zhì)點(diǎn)模型提出控制策

2、略。論文分別針對(duì)單車(chē)和多車(chē)系統(tǒng)模型，借鑒多智能體一致性技術(shù)，提出分布式控制算法，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　首先，論文對(duì)單個(gè)高速列車(chē)的分布式巡航控制問(wèn)題進(jìn)行了研究。針對(duì)具有多節(jié)車(chē)廂的單個(gè)高速列車(chē)的分布式巡航控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)分布式控制器，使列車(chē)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行，所有車(chē)廂均能跟蹤期望運(yùn)行速度，并且在運(yùn)行過(guò)程中，任何相鄰的車(chē)廂間始終保持安全距離。將相鄰車(chē)廂間的耦合連接結(jié)構(gòu)考慮為一個(gè)無(wú)向的物理連接交互圖，而速度信息交換模式被看作是一個(gè)包含

3、有向生成樹(shù)的通信拓?fù)鋱D，論文基于一致性技術(shù)提出了一種解決問(wèn)題的新方法。最后通過(guò)仿真表明了所設(shè)計(jì)算法的有效性。
　　接著，論文考慮多個(gè)列車(chē)的分布式巡航控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)分布式控制方案，使得多個(gè)列車(chē)可以分別跟蹤各自的期望速度，同時(shí)避免列車(chē)間發(fā)生碰撞，確保列車(chē)的安全運(yùn)行。論文在集群一致技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一種新的方案來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。與現(xiàn)有的集中控制或分散控制方案相比，分布式控制設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)每節(jié)車(chē)廂進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)時(shí)，僅利用自身和相鄰車(chē)廂

4、的測(cè)量信息（即位移和速度信息），而不需要得到所有車(chē)廂的信息;此外，該方法完全通過(guò)圖形拓?fù)錀l件來(lái)解決問(wèn)題，因此很容易得到驗(yàn)證。最后通過(guò)仿真驗(yàn)證所提算法的有效性。
　　本文建立了高速列車(chē)多智能體系統(tǒng)模型，針對(duì)其模型特點(diǎn)和一致性分析，分別設(shè)計(jì)了單車(chē)和多車(chē)系統(tǒng)的一致性控制算法，理論分析證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的有效性，為高速列車(chē)分布式控制算法的研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。
　　最后，對(duì)全文做了總結(jié)和未來(lái)工作的