基于H∞濾波算法的列車組合定位方法研究.pdf

1、列車定位技術(shù)是列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它可確保列車安全行駛并高效率地運(yùn)行，是列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)形成有效控制策略的前提。列車組合定位技術(shù)是列車定位技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，其革新速度之快，不得不重新審時(shí)度勢(shì)，選擇合適的列車組合定位系統(tǒng)。考慮到列車組合定位系統(tǒng)模型和外部干擾的不確定性，需要提高列車組合定位系統(tǒng)的魯棒性。同時(shí)對(duì)于列車定位信息來(lái)講，可靠性比精度更為重要，所以在保證一定精度情況下要盡量提高列車定位信息的可靠性。
　　本文

2、研究的目的是從列車組合定位系統(tǒng)的傳感器、模型、融合算法和結(jié)構(gòu)等方面來(lái)提高列車定位信息的可靠性和精度。研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出了采用INS(InertialNavigationSystem，慣性導(dǎo)航系統(tǒng))/GPS(GlobalPositionSystem，全球定位系統(tǒng))/DVS(DopplerVelocitySensor,多普勒速度傳感器)組合代替經(jīng)典的INS/GPS組合，相對(duì)于INS/GPS組合，不僅在精度方

3、面有所提高，而且還具有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力。
　　(2)提出了采用分散化H∞濾波算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的卡爾曼濾波算法，與卡爾曼濾波算法相比，在實(shí)際的列車定位環(huán)境中，外部干擾不確知的情況下，分散化H∞濾波更有效。
　　(3)提出了采用列車組合定位系統(tǒng)的隨機(jī)統(tǒng)計(jì)模型代替其基本模型，相對(duì)于基本模型，隨機(jī)統(tǒng)計(jì)模型主要考慮到了列車組合定位系統(tǒng)模型的不確定性。建立列車組合定位系統(tǒng)隨機(jī)統(tǒng)計(jì)模型，并采用LMI(LinearMatrixInequation

4、,線性矩陣不等式)工具箱來(lái)設(shè)計(jì)H∞濾波器，通過(guò)仿真證明了該模型的優(yōu)越性。
　　論文采用INS/GPS/DVS組合、松耦合方式、無(wú)反饋模式的聯(lián)邦濾波器結(jié)構(gòu)。在建立的基本模型之上，分別采用分散化H∞濾波算法和卡爾曼濾波算法進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明分散化H∞濾波算法提高了列車組合定位系統(tǒng)的魯棒性。在建立的隨機(jī)統(tǒng)計(jì)模型之上，采用H∞濾波器進(jìn)行融合，并與基本模型下的結(jié)果進(jìn)行比較，仿真結(jié)果說(shuō)明，采用隨機(jī)統(tǒng)計(jì)模型提高了列車定位信息的可靠性和精度。