基于自适应神经网络的磁悬浮列车运行控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于自适应神经网络的磁悬浮列车运行控制方法。该方法包括：设计磁悬浮列车的动力学模型，根据磁悬浮列车的动力学模型利用分数阶滑模自适应算法产生牵引力或制动力，控制列车运行；设计分数阶滑模自适应神经网络控制器，分数阶滑模自适应神经网络控制器根据列车运行误差信息计算出列车的运行阻力；根据列车的运行阻力产生相应的补偿控制力，利用补偿控制力调整控制列车的运行。本发明专利技术利用分数阶滑模自适应算法产生牵引或制动力控制列车运行，基于神经网络估计并补偿列车运行中受到的各项阻力，本发明专利技术提出的运行控制算法有效提高了磁悬浮列车的位置与速度控制性能。制性能。制性能。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应神经网络的磁悬浮列车运行控制方法


[0001]本专利技术涉及磁悬浮列车运行控制
，尤其涉及一种基于自适应神经网络的磁悬浮列车运行控制方法。

技术介绍

[0002]磁悬浮列车利用电磁力实现自身的悬浮、导向以及牵引驱动。与传统的轮轨交通方式相比，磁悬浮交通具有噪声低、线路适应性强、牵引制动性能好、维护工作量小以及寿命长等优点。随着长沙磁悬浮快线和北京S1线等低速磁浮线路的相继开通与运营，以及清远磁浮旅游专线的建设，磁悬浮交通将成为我国21世纪的新型轨道交通方式。
[0003]OCS(Operation Control System，磁悬浮列车运行控制系统)的功能是运行指挥与安全防护，运行控制算法是其核心技术之一。目前，OCS主要借鉴传统轮轨列车的CBTC(Communication
‑
Based Train Control System，基于通信的列车自动控制系统)系统。针对传统轮轨列车运行控制算法，国内外学者进行了深入研究。设计自适应模糊滑模控制算法补偿列车运行过程中的各项扰动，有效提高了列车停车制动精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应神经网络的磁悬浮列车运行控制方法，其特征在于，包括：设计磁悬浮列车的动力学模型，根据所述磁悬浮列车的动力学模型利用分数阶滑模自适应算法产生牵引力或制动力，控制列车运行；设计分数阶滑模自适应神经网络控制器，所述分数阶滑模自适应神经网络控制器根据列车运行误差信息计算出列车的运行阻力；根据列车的运行阻力产生相应的补偿控制力，利用所述补偿控制力调整控制列车的运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的设计磁悬浮列车的动力学模型，根据所述磁悬浮列车的动力学模型利用分数阶滑模自适应算法产生牵引力或制动力，控制列车运行，包括：设计磁悬浮列车的动力学模型为：ma＝F
t
‑
F
r
ꢀꢀꢀꢀ
(5)式中:m为列车质量；a为列车加速度；F
t
为列车运行过程中受到的牵引力或制动力；F
r
为列车运行阻力，表示为如下形式：F
r
＝F
a
+F
e
+F
i
ꢀꢀꢀꢀ
(6)F
a
、F
e
与F
i
分别为列车受到的空气阻力、涡流阻力以及坡道附加阻力；由式(5)，令控制输出u＝F
t
，得到磁浮列车运行控制系统如下：，得到磁浮列车运行控制系统如下：式中：x(t)为列车在t时刻的位移；v(t)为列车在t时刻的速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的设计分数阶滑模自适应神经网络控制器，所述分数阶滑模自适应神经网络控制器根据列车运行误差信息计算出列车的运行阻力，包括：假设列车运行的期望位移x
d
，期望速度v
d
以及期望加速度均有界，定义列车运行误差如下:e(t)＝x(t)
‑
x
d
(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(9)设计分数阶自适应滑模面如下：式中：和为待设计的自适应滑模参数；α∈R且α∈(0,1)；利用RBF神经网络计算并补偿列车运行阻力，将F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文静，刘湘黔，栾瑾，王昌凡，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：