基于多智能體一致技術的高速列車分布式控制.pdf

1、近年來，高速鐵路運輸在社會經(jīng)濟中扮演著越來越重要的角色，與傳統(tǒng)列車相比，高速列車更快速、經(jīng)濟、環(huán)保。但是其對控制系統(tǒng)的要求也越來越高。傳統(tǒng)的集中控制方法雖然應用廣泛，但實際控制效果仍有待提高。因此，建立高速列車多質點模型以便更準確地描述其動態(tài)運行特征，同時研究更加有效的高速列車控制策略來實現(xiàn)準確跟蹤，具有重要意義。
　　本文在對高速列車的研究現(xiàn)狀進行深入調(diào)研的基礎上，詳細介紹了高速列車的建模和控制方法，然后針對多質點模型提出控制策

2、略。論文分別針對單車和多車系統(tǒng)模型，借鑒多智能體一致性技術，提出分布式控制算法，主要研究內(nèi)容和結果如下:
　　首先，論文對單個高速列車的分布式巡航控制問題進行了研究。針對具有多節(jié)車廂的單個高速列車的分布式巡航控制問題，設計一個分布式控制器，使列車實現(xiàn)安全運行，所有車廂均能跟蹤期望運行速度，并且在運行過程中，任何相鄰的車廂間始終保持安全距離。將相鄰車廂間的耦合連接結構考慮為一個無向的物理連接交互圖，而速度信息交換模式被看作是一個包含

3、有向生成樹的通信拓撲圖，論文基于一致性技術提出了一種解決問題的新方法。最后通過仿真表明了所設計算法的有效性。
　　接著，論文考慮多個列車的分布式巡航控制問題，設計分布式控制方案，使得多個列車可以分別跟蹤各自的期望速度，同時避免列車間發(fā)生碰撞，確保列車的安全運行。論文在集群一致技術的基礎上開發(fā)了一種新的方案來解決這個問題。與現(xiàn)有的集中控制或分散控制方案相比，分布式控制設計方案的優(yōu)點在于對每節(jié)車廂進行控制器設計時，僅利用自身和相鄰車廂

4、的測量信息（即位移和速度信息），而不需要得到所有車廂的信息;此外，該方法完全通過圖形拓撲條件來解決問題，因此很容易得到驗證。最后通過仿真驗證所提算法的有效性。
　　本文建立了高速列車多智能體系統(tǒng)模型，針對其模型特點和一致性分析，分別設計了單車和多車系統(tǒng)的一致性控制算法，理論分析證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過仿真結果驗證了所設計算法的有效性，為高速列車分布式控制算法的研究提供了一定的理論基礎。
　　最后，對全文做了總結和未來工作的