混雜系統(tǒng)主動(dòng)容錯(cuò)架構(gòu)在列控車載系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱列控系統(tǒng)）的車載系統(tǒng)作為安全苛求系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性和可靠性是衡量系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，也是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素。然而，列車運(yùn)行過程中載荷條件和運(yùn)行環(huán)境隨時(shí)間變化，這使得列車不可避免地出現(xiàn)故障。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的日漸發(fā)展，針對(duì)系統(tǒng)的故障處理逐漸要求由人工參與轉(zhuǎn)為設(shè)備自動(dòng)完成。因此，如何在故障下確保列車運(yùn)行在安全狀態(tài)成為了一個(gè)重要的研究方向。
　　車載系統(tǒng)作為一個(gè)典型的混雜系統(tǒng)，是包含離散事件和連續(xù)變量且

2、兩者又相互作用的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，這使得列車的邏輯決策子系統(tǒng)與外部環(huán)境相互作用。在實(shí)際的應(yīng)用中，需要列車具備檢錯(cuò)和容錯(cuò)的能力，以便在較長一段時(shí)間維持正常的運(yùn)作。然而，由于列車內(nèi)部離散和連續(xù)動(dòng)態(tài)的交織，傳統(tǒng)的方法難以對(duì)其進(jìn)行建模、分析和設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)車載系統(tǒng)的混雜特性，本文關(guān)注于混雜系統(tǒng)(Hybrid System，HS)容錯(cuò)控制的研究，采用監(jiān)控理論(Supervisory Control Theory，SCT)，合成容錯(cuò)監(jiān)控器，使得列車

3、在正常運(yùn)行或是故障的情況下都能滿足安全和性能設(shè)計(jì)的規(guī)范。
　　本文提出了一個(gè)針對(duì)混雜系統(tǒng)的主動(dòng)容錯(cuò)架構(gòu)，可以針對(duì)系統(tǒng)不同的故障，并通過切換模型，實(shí)現(xiàn)多重容錯(cuò)。通過對(duì)混雜系統(tǒng)的模型抽象，將離散事件系統(tǒng)(Discrete Event Systems，DES)監(jiān)控理論應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)控器的實(shí)現(xiàn)，最終生成控制器以確?？刂七^程的安全可靠。為了克服混雜系統(tǒng)的狀態(tài)空間不可數(shù)帶來的問題，本文利用在線生成控制器的方式，將控制器的合成過程設(shè)定在有限的時(shí)間