基于自适应控制的列车自动运行仿真研究

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1、劣参砝二专业硕士学位论文基于自适应控制的列车自动运行仿真研究SimulationResearchonAutomaticTrainOperationBasedonAdaptiveControl作者：李延建导师：周永华北京交通大学2013年6月学位论文版权使用授权书llMlli11111111111Mllll11111111LllIY2429309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

2、印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(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：李廷：建导师签名：7签字日期：砧弓年6月2f日签字日期：2刀多年多月力占日二>中图分类号：TPl3UDC：621．3学校代码：10004密级：公开北京交通大学专业硕士学位论文基于白适应控制的列车自动运行仿真研究SimulationResearchonAutomaticTrainOperationBasedonAdaptiveControl作者

3、姓名：李延建导师姓名：周永华工程领域：控制工程学号：11125072职称：副教授学位级别：工程硕士北京交通大学2013年6月致谢本论文的工作是在我的导师周永华副教授的悉心指导下完成的，周老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，使我在学识方面受益匪浅，科研能力也有了很大提高，学会了很多做人的道理。在此衷心感谢二年来周老师对我的关心和指导。实验室各位老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，米超师兄、杨寻、孙赫等同学对我论文的研究

4、工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。最后感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。；=l量宝銮道厶堂童些亟±堂僮途塞主塞揸噩中文摘要摘要：列车自动驾驶系统的关键是运行控制算法，通过控制算法实时调整列车运行速度，保证列车按预先计划安全运行。设计合理有效的列车控制算法可减少停车误差，提高运行的舒适性，实现节能等。同时高精度的速度和位置跟踪对列车的安全可靠运行至关重要。本论文探讨列车在外界阻力扰动下的自动运行控制问题，针对列车质量及各种阻力系数的不确定性，提出了基于模型参考

5、自适应控制和白校正控制相结合的白适应控制算法。论文首先通过研究列车运动的牵引制动规律和相关不确定性变量，建立了采用微分方程描述的列车动力学模型。然后在此基础上设计基于最小二乘估计的不确定参数辨识算法。论文根据参数的时变特性，采用带遗忘因子的最小二乘估计递推算法来实时辨识不确定参数，辨识结果通过自校正环节反馈到自适应控制器，从而提高列车模型和自适应控制的精度。自适应控制器的设计采取模型参考自适应控制算法，基于Lyapunov函数设计自适应律和控制律，可以有效保障系统的渐近稳定。论文最后采用Simuli

6、nk进行了控制系统的仿真设计，对被控对象的建模和自适应控制算法采用系统函数(S．Function)实现，通过在理想和非理想运行轨线的速度位置跟踪，验证了本论文所设计的自适应控制算法能有效地克服时变参数的扰动对列车运行性能的影响，从而实现高精度的列车运行轨迹跟踪控制。关键词：列车自动运行；最小二乘估计；系统辨识；模型参考自适应控制分类号：TPl3jE塞童适厶堂童些亟±堂位论塞△．垦．』二L垦—坠盟ABSTRACTABSTRACT：ThekeyofAutomaticTrainOperationsyste

7、misthecontrolalgorithm，whichcanadiustthetrainspeedinareal—timeway,andensurethetrainsrunaccordingtopresetplans．Designingthereasonableandeffectivetraincontrolalgorithmcanreducetheparkingerror,improvetheoperationcomfort，achievetheenergysaving，etc·Atthesam

8、etime，thehigh．precisionspeedandpositiontrackingisessentialtothesafeandreliableoperationoftrains．Thisthesisexplorestheautomaticoperationcontrolproblemofatrainintheextemalperturbationsofresistances．Withregardtotheuncertaintiesoftrainmassa