【技术实现步骤摘要】
一种列车容错控制方法
本专利技术属于列车驾驶
，具体是涉及一种列车容错控制方法。
技术介绍
近年来，随着我国列车，尤其是高速列车的迅猛发展，列车驾驶技术的提高引起了国内外学者们的广泛关注。模型精确性是影响列车驾驶性能的关键因素之一。现有研究大多针对列车单质点模型或多质点模型展开研究。其中，单质点模型将列车作为一个整体进行研究，忽略相邻车厢之间的作用力，结构简单；多质点模型将列车中的每一个车厢作为一个质点分别展开研究，考虑了相邻车厢之间的作用力，结构较为复杂。但是，这些针对单质点或多质点模型展开的研究中，其模型的建立较为单一，不能同时考虑多种因素对建模精确度的影响。基于此，本专利技术利用T-S模糊逻辑进行列车运行动力学建模，提出一种基于T-S模糊逻辑的列车容错控制方法，有效解决了执行器故障和外部干扰对列车运行建模和驾驶性能的影响，确保列车在发生执行器故障时，仍能维持期望的性能安全运行。本
技术介绍
所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请
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的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技...
【技术保护点】
1.一种列车容错控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/nS1、基于多质点模型进行列车纵向运动受力分析，以每一车厢的实时位移和实时速度为状态变量，建立执行器故障下的列车非线性状态空间表达式；/nS2、构造T-S模糊规则，建立列车T-S模糊控制系统表达式；/nS3、设计扰动观测器，补偿可建模干扰对列车驾驶性能的影响，建立干扰误差状态空间表达式；/nS4、构造候选子李雅普诺夫函数，运用线性矩阵不等式求解干扰观测器增益系数；/nS5、基于列车运行参考轨迹定义列车运行位移跟踪误差和速度跟踪误差，基于T-S模糊逻辑和分离原理设计列车运行容错控制方法；/nS6、构造总系统的候选李...
【技术特征摘要】
1.一种列车容错控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、基于多质点模型进行列车纵向运动受力分析，以每一车厢的实时位移和实时速度为状态变量，建立执行器故障下的列车非线性状态空间表达式；
S2、构造T-S模糊规则，建立列车T-S模糊控制系统表达式；
S3、设计扰动观测器，补偿可建模干扰对列车驾驶性能的影响，建立干扰误差状态空间表达式；
S4、构造候选子李雅普诺夫函数，运用线性矩阵不等式求解干扰观测器增益系数；
S5、基于列车运行参考轨迹定义列车运行位移跟踪误差和速度跟踪误差，基于T-S模糊逻辑和分离原理设计列车运行容错控制方法；
S6、构造总系统的候选李雅普诺夫函数验证系统稳定性，运用线性矩阵不等式求解控制器增益系数，确保所设计控制方法作用下，列车在发生执行器故障时仍能维持期望的性能安全运行。
2.根据权利要求1所述的列车容错控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：
S1.1、基于多质点模型进行列车纵向运动受力分析：
其中，t是列车的运行时刻；i是列车运行方向上的第i个车厢，n是列车的车厢总数；mi是列车运行方向上第i个车厢的总质量；是列车运行方向上第i个车厢的实际加速度；ui(t)是列车运行方向上第i个车厢的控制输入；fi(t)是列车运行方向上第i个车厢受到的基本运行阻力，包括旋转机械阻力和气动阻力，且满足表达式是列车运行方向上第i个车厢的实际速度，coi、cvi和cai是列车运行方向上第i个车厢的戴维斯系数，均大于零；Δi(t)是列车运行方向上第i个车厢受到的相邻前后两个车厢的作用力，且满足表达式Δ1(t)＝-kx1(t)+kx2(t)、Δi(t)＝kxi-1(t)-2kxi(t)+kxi+1(t)，i＝2，…，n-1、Δn(t)＝kxn-1(t)-kxn(t)，xi(t)是列车运行方向上第i个车厢的实际位移，k是相邻车厢间耦合器的弹性阻尼系数，为已知正常数；di(t)是列车运行方向上第i个车厢受到的可建模干扰；
S1.2、定义新的状态变量：
其中，是维数为2n的适维矩阵；T是矩阵的转置符号；结合列车纵向运动受力分析表达式，考虑执行器故障对列车动力学模型的影响，建立执行器故障下的列车非线性状态空间表达式：
其中，是对角矩阵，diag是对角符号；Bf＝BLf，Lf＝diag{Lf1…Lfn}是对角矩阵，Lfi是第i个控制输入的有效系数，即执行器部分失效故障时的有效因子；
3.根据权利要求1所述的列车容错控制方法，其特征在于，所述步骤S2构造T-S模糊...
【专利技术属性】
技术研发人员：林雪，王玉冰，姜学勤，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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