高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制

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1、学校代码：密级：公开七交乂綮硕士学位论文高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制作者姓名杨婉青学科专业交通信息工程及控制指导教师宋永端教授培养院系电子信息工程学院二零一五年三月辦交乂孳硕士学位论文高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制作者：杨婉青导师：宋永端教授北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意

2、学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名：签字日期：■年月日签字日期：年月：？旧学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制作者姓名：杨婉青学号：导师姓名：宋永端职称教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：交通信息工程及控制研究方向：高速列车运行控制北京交通大学年月致谢经过两年半的研究生学习，无论在科研还是学习方面，我都得到了很

3、大的提高，收获颇多。在北京交通大学智能系统及再生能源研究中心学习期间所取得的成绩，是与老师和同学的帮助分不幵的。很感谢这两年间帮助过我的所有人，包括老师、父母和同学。首先要衷心感谢我的导师宋永端教授。作为我的指导老师，宋老师孜孜不倦的科研精神和踏实严谨的治学态度对我的成长影响殊深。在整个课题的研究和论文的撰写过程中，我得到了宋老师的悉心指导和帮助。两年半来，与宋老师的相处过程中，我不仅在专业科研上收获很多，而且在如何面对挑战、如何做人等方面也受益匪浅。衷心感谢智能系统及再生能源研究中心的老师们，特别是

4、蔡文川老师和刘峰老师，当我在研究工作中遇到疑惑和难题时，为我指明研究思路和解决问题的方向，对我的论文研究工作提供了思路和方法上的指导。衷心感谢实验室的石运嘉、陆宽、祝文菲、韩璐等同学，他们对我的课题研宄和论文撰写工作给予了帮助和支持。最后，衷心感谢我的父母、亲人和朋友们，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成科研实践和论文撰写，谨以此文献给他们，祝他们永远健康、平安、幸福！再次向所有关心、支持和帮助过我的亲人、师长和朋友们表示衷心的感谢，并致以最崇高的敬意！北京交通大学硕士学位论文摘要摘要高速铁路技术

5、己经成为当今交通运输领域的研究热点，并且随着列车运行速度的不断提升，行车过程中的安全性、可靠性问题也越发引起人们的重视。列车的牵引与制动系统作为控制运行过程的关键子系统之一，它的稳定性及防滑性能是高速列车控制器设计中需要考虑的重要因素。然而通过对现存列车控制系统和目前理论研宄成果的总结可以发现，大多数列车的防滑控制器是独立于牵引与制动系统来设计的，这种做法没有考虑到列车内在的相互作用以及防滑装置与牵引制动装置的相互联系，将防滑约束条件直接施加于牵引与制动控制器后，往往会造成列车牵引与制动系统性能的降低

6、，严重的甚至会对系统的稳定性造成影响，直接危害到高速列车的行车安全。本文为解决上述问题，主要进行了以下三方面的工作：（将车轮的防滑约束条件直接融入到列车牵引与制动系统的模型中，构建能够主动防滑的牵引与制动控制器，通过跟踪车轮期望蠕滑率来实现控制器设计目标；（针对这种新的列车牵引与制动系统模型，提出了基于李雅普诺夫函数（的高速列车主动防滑牵引与制动控制方法，能够防止由于控制过程中的瞬态响应问题出现的车轮滑行现象，而后逐步改变中的边界参数取值，再通过一种混合控制器的切换实现了列车的全局防滑（也包括再粘着控

7、制）过程；（对于系统中不能直接测量、随时间条件变化或者无法给出精确模型的参数变量，用自适应的方法估计获得，以实现完整的控制算法设计。理论分析过程及实验仿真结果都验证了该系统的稳定性和有效性，实现了预期的控制器设计目标。最终形成的高速列车自适应主动防滑牵引与制动控制器全部所需参数都能通过现有手段测量得到，并且能够在不牺牲列车牵引与制动性能的前提下，实现列车的防滑控制，保证列车安全运行。关键词：高速列车；主动防滑；牵引与制动控制；李雅普诺夫函数（自适应控制北京交通大学硕士学位论文，，，：北京交通大学硕士学

8、位论文目录目录摘要弓本文的研究背景及意义国内外研宄现状国内外理论研宄成果高速列车牵引、制动及防滑装置发展应用现状本文的主要研究内容列车粘着理论及系统稳定性分析理论基础知识列车粘着理论轮轨接触理论蠕滑与粘着理论影响轮轨粘着状态的主要因素系统稳定性分析理论李雅普诺夫稳定性理论李雅普诺夫函数基于的自适应控制器设计引理本章小结高速列车主动防滑牵引与制动控制列车防滑牵引与制动控制系统建模车体及车轮模型牵引与制动控制系统建模基于的列车主动防滑控制北京交通大学硕士学位