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专利号: 2021103022869
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-11-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多列车协同追踪运行的控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1、按照列车运行方向,对追踪运行的多列车从前至后依次进行纵向运动受力分析,建立多列车的纵向运动动力方程组;多列车纵向运动动力方程组为:其中,t代表多列车的运行时刻;i代表列车运行方向上第i辆列车,i=1,…,n,n代表列车总数;si(t)和vi(t)分别代表列车运行方向上第i辆列车的实际位移和实际速度;ui(t)代表列车运行方向上第i辆列车的控制输入,即牵引力或制动力;coi、cvi和cai代表列车运行方向上第i辆列车的戴维斯系数,且为正数;戴维斯系数组成的函数表达式

代表列车运行方向上第i辆列车运行过程中受到的基本运行阻力;代表列车运行方向

上第i辆列车的实际加速度;di(t)代表列车运行方向上第i辆列车运行过程中受到的额外附加阻力;S2、根据前后两车之间的位移误差和速度误差,建立多列车的纵向运动误差动力方程组;所述步骤S2包括如下步骤:S2.1、设定多列车运行方向上头车的期望位移跟踪曲线为xd(t),且其一阶导数和二阶导数均存在;S2.2、构造多列车运行方向上头车的位移跟踪误差e1(t)和速度跟踪误差S2.3、构造多列车运行方向上第i(i>1)辆列车的位移跟踪误差ei(t)和速度跟踪误差其中,Δi‑1,i代表多列车运行方向上前后两车的期望运行间距,即多列车运行方向上第i‑1辆车和第i辆车的期望运行间距,且Δi‑1,i>0;S2.4、定义新变量结合多列车纵向运动动力方程组和步骤S2.2、S2.3,整理得多列车的纵向运动误差动力方程组:其中,S3、设计基本运行阻力和额外附加阻力下多列车协同追踪运行的H∞驾驶策略;H∞驾驶策略的控制器为:其中,ui(t)代表多列车运行方向上第i辆列车的控制输入;Ki代表多列车运行方向上第i辆列车的控制器系数,所述Ki通过仿真实验求出;S4、建立多列车协同追踪运行的H∞性能指标函数;所述步骤S4包括如下步骤:S4.1、定义输出函数其中,C=diag{C1,C2,…,Cn},C1,C2,…,Cn均为已知适维矩阵;S4.2、建立H∞性能指标函数:其中,zT(τ)代表z(τ)的转置;τ代表时间变量;γ=diag{γ1,γ2,…,γn},且γ1,γ 2 ,… ,γ n 为通过仿真实验得到的>0 的值;代表的转置,且S5、构造李雅普诺夫函数;证明所述H∞驾驶策略下所述多列车能够协同追踪运行;构造总系统的候选李雅普诺夫函数V(t):其中,结合H∞性能指标函数J(t)和李雅普诺夫函数V(t)的一阶导函数,分析整理得:J(t)<0,证明所述H∞驾驶策略下所述多列车能够协同追踪运行。