【技术实现步骤摘要】
一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统
本专利技术属于列车制动控制
，具体涉及一种均衡风缸压力的控制方法及其控制系统。
技术介绍
空气制动系统对保证列车安全运行发挥着重要作用，其在必要时为列车提供所需的制动力，使得运行中的列车能够可靠地减速或停车。在空气制动系统中，EBCU(电子制动单元)通过控制充风阀和排风阀的开关，调节均衡风缸的压力，产生所需的制动力。因此，实现快速和精确的均衡风缸压力控制是至关重要的。虽然基于PWM技术的PID控制可以实现均衡风缸压力的有效控制，但是PID控制方法适用于线性系统，由于均衡风缸压力控制系统中空气流量的高度非线性，使得基于PID控制的均衡风缸压力难以获得快速精确的控制效果。此外，均衡风缸压力系统中既包含连续变量(即均衡风缸压力)，也包含离散变量(即充风阀和开关阀的开关特性)，使得该系统是一个典型的混合动态系统。现有方法均将该系统定义为连续系统来设计控制算法，忽略了系统的固有的混合特性，难以获得较好的压力控制性能。因此，考虑系统的混合特性，设计实现压力精确控制的算法是必要的。另外，现有控制设计过程中没有考虑系统中执行器(即充风...
【技术保护点】
1.一种均衡风缸压力的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：获取均衡风缸的压力目标值以及采集当前时刻均衡风缸的压力实测值；S2：判断当前时刻的压力目标值与压力实测值是否相等，若相等，保持压力不变；若不等，执行步骤S3；S3：将当前时刻的压力目标值与压力实测值作为输入变量，并基于混合逻辑动态模型以及系统优化性能指标函数进行预测控制得到输出控制量；其中，所述混合逻辑动态模型是根据均衡风缸连续的压力值以及充风阀、排风阀离散的二值开关状态的混合特性构建的MLD模型，系统优化性能指标函数为以均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数为目标的优化函数；得到的输出控...
【技术特征摘要】
1.一种均衡风缸压力的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：获取均衡风缸的压力目标值以及采集当前时刻均衡风缸的压力实测值；S2：判断当前时刻的压力目标值与压力实测值是否相等，若相等，保持压力不变；若不等，执行步骤S3；S3：将当前时刻的压力目标值与压力实测值作为输入变量，并基于混合逻辑动态模型以及系统优化性能指标函数进行预测控制得到输出控制量；其中，所述混合逻辑动态模型是根据均衡风缸连续的压力值以及充风阀、排风阀离散的二值开关状态的混合特性构建的MLD模型，系统优化性能指标函数为以均衡风缸的实际压力达到压力目标值并减少充风阀和排风阀开关次数为目标的优化函数；得到的输出控制量包括当前时刻充风阀以及排风阀的开闭状态变化量，所述开闭状态变化量表示充风阀以及排风阀在当前时刻相较于前一时刻的开关变化；S4：根据输出控制量控制均衡风缸的充风阀以及排风阀的开闭。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述系统优化性能指标函数如下：s.t.(2)式中，J表示优化性能指标，Qp为压力预测值与压力目标值之间误差的惩罚函数，当前时刻的压力预测值等于当前时刻的压力实测值；Qs为充风阀和排风阀切换的惩罚函数，Np是预测时域，Nc是控制时域，l表示步长，Pc(k+l|k)表示在当前k时刻预测时k+l时刻的压力预测值，Pd(k+l|k)表示在当前k时刻预测时k+l时刻的压力目标值，Δu1(k+l|k)表示在当前k时刻预测时k+l时刻的充风阀的开闭状态变化量，Δu2(k+l|k)表示在当前k时刻预测时k+l时刻的排风阀的开闭状态变化量，||·||1表示1范数，qp、qs1和qs2为惩罚系数，R为实数，δT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的二值辅助变量，zT(k+Nc-1|k)表示在当前k时刻预测时k+Nc-1时刻的连续辅助变量，所述混合逻辑动态模型表示k+1时刻的压力预测值与k时刻的压力实测值、k时刻的二值辅助变量、连续辅助变量、充风阀和排风阀的开关状态变化量关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合逻辑动态模型如下：式中，x(k)＝[Pc(k)u1(k-1)u2(k-1)]T，u1(k),u2(k)∈...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭军，张晓勇，杨迎泽，张瑞，陈彬，黄志武，蒋富，刘伟荣，李恒，武悦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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