多模型預(yù)測(cè)控制在高速列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、高速列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)研究的關(guān)鍵是速度控制器的設(shè)計(jì)，其速度-位移跟蹤控制功能是高速列車速度跟隨系統(tǒng)的主要功能。由于城市軌道交通與高速鐵路存在較大的區(qū)別，目前應(yīng)用于城市軌道交通的列車自動(dòng)駕駛技術(shù)不能直接應(yīng)用在高速鐵路中，而且高速列車的運(yùn)行過程是復(fù)雜、非線性的動(dòng)態(tài)過程，很難用常規(guī)方法建立精確的列車運(yùn)動(dòng)模型。用自動(dòng)駕駛技術(shù)來(lái)代替高速列車已有的人工駕駛方式，可以改善列車駕駛策略，提高列車運(yùn)行的各項(xiàng)性能，因此，本文應(yīng)用多模型預(yù)測(cè)控制理論，對(duì)高速列車

2、建模與控制方法進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　通過對(duì)比分析城市軌道交通中基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)駕駛技術(shù)的原理，對(duì)高速鐵路列控系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛技術(shù)進(jìn)行了功能需求分析，提出了具有列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)的高速鐵路列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并分析了列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的原理及性能指標(biāo)。
　　應(yīng)用多模型策略及其控制方法建立高速列車運(yùn)動(dòng)多模型集，采用減法聚類算法結(jié)合聚類有效性評(píng)判指標(biāo)，確定最優(yōu)動(dòng)態(tài)子模型個(gè)數(shù)，并利用漸消記憶的遞推最小二乘法對(duì)高速列

3、車運(yùn)動(dòng)方程中的時(shí)變參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，建立相應(yīng)的線性模型，從而得到了列車運(yùn)動(dòng)過程的線性多模型表示。
　　提出了將基于多模型切換的階梯式廣義預(yù)測(cè)控制算法應(yīng)用在高速列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制中的方法，同時(shí)，根據(jù)列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)優(yōu)化控制原則及線路模型，確定了列車運(yùn)行目標(biāo)曲線，并設(shè)計(jì)了基于多模型階梯式廣義預(yù)測(cè)控制算法的列車自動(dòng)駕駛速度跟隨系統(tǒng)的速度控制器。
　　對(duì)基于多模型階梯式廣義預(yù)測(cè)控制算法的速度控制器的效果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，模擬列車運(yùn)行中參