高速列車動力學模型的參數(shù)辨識和狀態(tài)估計.pdf

1、由于高速列車具有運輸速度快、運輸量大、能耗低、舒適性好、無污染等方面的諸多優(yōu)勢，因此一直受世界上各個國家青睞，是重要的現(xiàn)代化交通運輸工具，近年來我國也開始大力發(fā)展高速列車。但是隨著高速列車的飛速發(fā)展，其運行的安全、穩(wěn)定性也越來越引起人們的關(guān)注，如何建立更加準確的高速列車模型，在高速列車速度不斷增加的同時更好地控制列車的運行、保障運行的安全性成為列車研究的重點。
　　本文根據(jù)高速列車的實際運行環(huán)境和我國高速列車的發(fā)展現(xiàn)狀，考慮列車在

2、實際運行過程中所受的隨機干擾和系統(tǒng)參數(shù)的變化，主要針對高速列車的動力學系統(tǒng)建模和模型參數(shù)辨識展開了如下研究工作：
　　1、分析高速列車在運行中的受力情況，探究牽引力、制動力、阻力與列車運行狀態(tài)之間的關(guān)系，建立了高速列車的非線性動力學狀態(tài)空間模型；針對高速列車系統(tǒng)動力學模型參數(shù)難以直接獲取，提出了基于最大期望算法(EM)的高速列車參數(shù)離線辨識和運行狀態(tài)估計方法，并從理論上進行推導分析了方法的可行性。
　　2、根據(jù)高速列車運行環(huán)

3、境的變化和我國現(xiàn)有高速列車型號有限的特點，在建立高速列車動力學模型參數(shù)集的基礎(chǔ)上，為滿足列車運行控制實時性的要求，提出了基于參數(shù)集和實時運行數(shù)據(jù)的非線性狀態(tài)空間模型的參數(shù)在線辨識和狀態(tài)估計方法，并通過分別對非線性系統(tǒng)施加均勻噪聲和伽馬噪聲驗證了算法的有效性；在此基礎(chǔ)上，將該算法應用于高速列車系統(tǒng)，仿真實驗驗證了方法的可行性。
　　3、考慮到隨著高速列車速度提高，運行環(huán)境急劇惡化，基于固定模型參數(shù)的假設難以滿足實際控制需求的實際情況