分布式動力高速動車組的預(yù)測控制與動態(tài)仿真.pdf

1、近幾年來,我國鐵路系統(tǒng)經(jīng)歷了大規(guī)模的建設(shè)和技術(shù)提升。越來越多的CRH型號的高速動車組運(yùn)行在多條專用客運(yùn)線上。根據(jù)國家鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃,到2020年底,我國將建成覆蓋全國大部分地區(qū)長達(dá)18000公里的運(yùn)營速度達(dá)時速350公里的高速專用客運(yùn)線。各國發(fā)展高速列車的經(jīng)驗表明,分布式動力的動車組是高速列車的發(fā)展趨勢。中國的CRH(“和諧號”)是由電動車組組成,每個電動車組包括一個具有動力的動車和一個無動力的拖車。由于分布式動力,與傳統(tǒng)的單一火車

2、頭動力牽引系統(tǒng)相比,系統(tǒng)的建模和控制器設(shè)計仍有許多新的問題亟待解決。針對動力分散的情況,本文進(jìn)行了縱向動力學(xué)建模,設(shè)計預(yù)測控制器,并給出動力優(yōu)化的方案。
　　在已有的高速動車組的模型的基礎(chǔ)上,對其縱向動力學(xué)模型進(jìn)行了分析,并研究了常見運(yùn)用在高速動車組上的控制方法,為后續(xù)的建模和控制器設(shè)計打下基礎(chǔ)。
　　介紹了動車組一般的受力類型,并分析了一個八節(jié)編組的CRH2型動車組的受力情況,由此導(dǎo)出了一個通用的動車組的縱向動力學(xué)的非線性

3、模型。由于建好的動車組的縱向動力學(xué)為非線性模型,研究了非線性模型的線性化,并在線性化的縱向動力學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行了預(yù)測控制的設(shè)計。并將預(yù)測控制器的算法與MATLAB仿真驗證算法的可行性。
　　考慮到基于全局目標(biāo)函數(shù)的預(yù)測控制器,網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大,不便于工程應(yīng)用,從兩個方面進(jìn)行了預(yù)測控制器算法的調(diào)整:一個是基于局部目標(biāo)函數(shù),每個局部子系統(tǒng)有自己的性能指標(biāo)進(jìn)行滾動優(yōu)化,另一個是基于鄰域目標(biāo)函數(shù),子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系為鄰域進(jìn)行滾動優(yōu)化。并且通過