一种基于离散采样数据的高速列车事件触发控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于离散采样数据的高速列车事件触发控制方法，包括如下步骤：进行列车纵向受力分析，建立高速列车单质点模型；建立列车误差动态方程；涉及低增益抗饱和控制器；设计事件触发条件。本发明专利技术提供的方法：第一，在列车状态信息具有离散特性的情况下，通过设计事件触发控制方法，与现有技术相比，仅在列车状态误差满足设定的触发条件时，才更新列车的控制信号，能够降低通信和计算负担，减少控制器的切换次数从而延长伺服电机的使用寿命，并且提高了列车运行的平稳性以及降低能耗；第二，针对列车牵引/制动力的有界性，设计了抗饱和的切换低增益控制器，通过调整参数来保证系统快速收敛，进一步优化系统性能，具有很强的现实意义。很强的现实意义。很强的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于离散采样数据的高速列车事件触发控制方法


[0001]本专利技术涉及高速列车控制
，尤其涉及一种基于离散采样数据的高速列车事件触发控制方法。

技术介绍

[0002]列车控制系统(ATC)是由列车自动防护子系统(ATP)、列车自动监督子系统(ATS)和列车自动驾驶子系统(ATO)所组成的，能实现对列车运行的方向、追踪距离和运行速度的自动实时调整。在列车运行控制过程中，列车控制涉及到运行状态、线路条件以及移动授权等采集、处理和传输的信息都是周期离散采样的，若设计列车控制器时没有考虑到信息的离散采样特性，会使列车在进行曲线追踪过程中产生不必要的震荡，降低控制器性能，使列车闭环控制系统不稳定，从而降低乘客乘坐的舒适性、列车运行的节能性。而列车在运行时，如果执行器输出的牵引/制动力以采样频率，也就是按照时间触发的方式进行高频率快速地更新，会增加通信网络的负载以及消耗大量计算资源。同时，列车频繁改变牵引/制动力也会降低伺服电机的寿命。
[0003]事件触发控制不同于传统的时间触发控制方法，系统的控制信号更新时刻取决于所设计的事件触发器，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于离散采样数据的高速列车事件触发控制方法，其特征在于，包括：S1进行列车运行时纵向受力分析，建立高速列车单质点模型；S2周期采集列车时速和位置，获得列车状态信息，并结合所述高速列车单质点模型，建立高速列车的误差动态方程；S3基于所述误差动态方程，构建低增益抗饱和控制器；S4通过所述低增益抗饱和控制器，对列车进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的进行列车运行时纵向受力分析，建立高速列车单质点模型包括：列车运行时受力包括车钩力、牵引力、空气阻力和滚动阻力；S11令某列列车为一组串联的刚性质点，以列车运行方向的第一辆车体作为车头，向车尾依次排序，建立列车纵向动力学模型：其中，d
i
为车厢i与车厢i+1之间的车钩i的位移，m
i
和v
i
分别为车厢i的质量和速度，F
i
为车厢i受到的牵引/制动力，g(d
i
)为车钩i的车钩力，f(v
i
)为车厢i单位质量受到的基本运行阻力；S12通过式表示所述车钩力，其中，α和β是车钩的刚度系数与阻尼系数；S13通过f(v
i
)＝c0+c
v
v
i
+c
a
v
i2 (3)表示列车受到的单位质量基本阻力f(v
i
)，其中，c0、c
v
和c
a
为戴维斯系数；S14令f
m
＝c0+c
v
v
i
表示列车受到的滚动机械阻力，令f
a
＝c
a
v
i2
表示列车受到的空气阻力，令d
d
为列车巡航时所有车钩目标位移，v
d
为列车的目标巡航速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的周期采集列车时速和位置，获得列车状态信息，并结合所述高速列车单质点模型，建立高速列车的误差动态方程包括：S21令和分别表示车钩i的期望位移误差和车厢i的期望速度误差，获得S22令u
i
为每一辆列车的控制输入信号；根据式(1)在期望速度d
d
处进行泰勒展开，将高阶误差项忽略，获得
S23将式(5)转换为如下的紧凑形式，建立列车的线性动力学方程其中矢量x...

【专利技术属性】
技术研发人员：高士根，白卫齐，郑玥，郑伟，董海荣，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：