基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速列車防滑控制.pdf

1、近幾年，中國高速鐵路迅猛發(fā)展，高速列車的行車安全性和可靠性成為人們的關(guān)注焦點。隨著高速列車運行速度的提高，中國鐵路實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，同時也對列車行車安全性保障提出了新的挑戰(zhàn)。列車車輪一旦滑行，通常會造成列車制動性能下降，導(dǎo)致車輪抱死打滑，甚至可能發(fā)生脫軌、傾覆事故，嚴(yán)重威脅列車行車安全。防滑控制不僅能完全防止車輪失穩(wěn)、打滑，還能充分利用輪軌粘著。良好的防滑控制性能對保證列車運行安全有至關(guān)重要的作用，為保障列車行車安全，提高列車制動性能

2、，高速列車應(yīng)配備相應(yīng)的防滑控制系統(tǒng)。
　　本文綜合考慮了復(fù)雜的外部環(huán)境造成的不確定性和未知性，復(fù)雜時變的軌面狀態(tài)以及意想不到的地質(zhì)災(zāi)害，對防滑控制系統(tǒng)進(jìn)行了更為精確的動力學(xué)建模。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于Barrier李雅普諾夫函數(shù)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略，所設(shè)計的控制策略計算簡單，便于實際應(yīng)用，并通過計算機(jī)仿真驗證了其可行性。本文的主要工作和研究成果如下:
　　首先，概述了列車防滑控制國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，介紹了現(xiàn)代防滑控制方法的

3、發(fā)展現(xiàn)狀，指出了從事高速列車防滑控制研究的實際意義。
　　其次，介紹了粘著基本理論及粘著與蠕滑的關(guān)系，詳細(xì)描述了粘著特性曲線不同區(qū)域的蠕滑特點，分析了最佳蠕滑率和參考蠕滑率的內(nèi)在聯(lián)系，為下文控制策略的制定提供了理論依據(jù)。
　　再次，考慮系統(tǒng)參數(shù)的時變性、外部擾動和前后輪對的相互作用等因素，對高速列車防滑控制系統(tǒng)進(jìn)行了更加精確的動力學(xué)建模。所建立的模型可以有效反應(yīng)出高速列車實際運行環(huán)境的復(fù)雜性、不確定性以及未知性。
　　

4、然后，根據(jù)所設(shè)計的動力學(xué)模型，本文提出了一套由參考蠕滑率生成算法和控制器組成的基于BLF的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略。所設(shè)計的參考蠕滑率生成算法基于一套粘著力估計器和改進(jìn)的遞歸最小二乘法推導(dǎo)得出最佳蠕滑率，有效提高了粘著力估計和最佳蠕滑率推導(dǎo)的精確性。需要強(qiáng)調(diào)的是，控制策略采用的參考蠕滑率并不是推導(dǎo)出的最佳蠕滑率，而是根據(jù)推導(dǎo)得到的最佳蠕滑率，設(shè)計了狀態(tài)受限的動態(tài)參考蠕滑率，提高了控制策略的控制精度和穩(wěn)定性。
　　最后，所設(shè)計的基于B

5、LF的神經(jīng)自適應(yīng)控制策略通過調(diào)節(jié)制動力矩使列車實際蠕滑率跟蹤推導(dǎo)的參考蠕滑率，對建模過程中考慮的多種不確定項及干擾項都有良好的魯棒性?？刂撇呗圆灰蕾囉诰_模型，且運算方便、結(jié)構(gòu)簡單，能夠有效保障高速列車的制動性能?；贛ATLAB建立控制模型，通過模擬高速列車防滑控制的實際系統(tǒng)運行狀況，對所設(shè)計控制策略進(jìn)行了仿真驗證。
　　仿真結(jié)果表明，所設(shè)計的控制策略可以同時兼顧防滑和粘著利用，既能防止車輪完全打滑，又能通過調(diào)節(jié)蠕滑率，充分利用