高速動車組多模型建模與預(yù)測控制方法.pdf

1、高速動車組運行過程包含大量隨機、不確定等多模態(tài)信息，涉及復(fù)雜快變巨系統(tǒng)在動態(tài)未知環(huán)境下的多目標優(yōu)化控制等一系列科學(xué)問題。然而，高速動車組的控制不同于普通中低速列車，常規(guī)建模和優(yōu)化方法難以滿足這類復(fù)雜非線性動力學(xué)系統(tǒng)的建模與控制要求。
　　針對高速動車組運行過程的特點，采用多模型描述高速動車組運行過程，提出基于多模型描述的高速動車組預(yù)測控制方法。分別建立了高速動車組多模型、自適應(yīng)多模型和T-S自適應(yīng)多模型的描述方法，并基于上述模型設(shè)

2、計了相應(yīng)的預(yù)測控制器。具體研究如下：
　　1、列車運行過程是一個典型的非線性過程，并且隨著列車速度的增加，非線性特性越來越強，這就給列車運行過程優(yōu)化控制提出更高的要求。首先針對高速動車組的非線性特性，采用減法聚類算法確定多模型個數(shù)；接著在每個平衡點附近，利用遞推最小二乘方法建立相應(yīng)的線性模型；基于累計誤差最小的模型切換策略在線選出最優(yōu)控制模型，據(jù)此設(shè)計多模型預(yù)測控制器實現(xiàn)速度和位移的高精度跟蹤控制。
　　2、高速動車組持續(xù)高

3、速運行，對控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力提出了更高要求。結(jié)合高速動車組非線性動力學(xué)特點和系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，應(yīng)用減法聚類和模式分類算法建立高速動車組多模型集；為適應(yīng)對象和擾動特性的變化建立高速動車組自適應(yīng)模型；采用切換策略在線選擇最優(yōu)控制模型，據(jù)此設(shè)計主動容錯預(yù)測控制算法來實現(xiàn)高速動車組安全高效運行。
　　3、高速動車組運行過程中需要消耗大量能源，不同的操縱策略導(dǎo)致高速動車組的能源消耗差異明顯。如何模擬熟練駕駛員操作經(jīng)驗和控制專家知識，實