高速列車動力學(xué)模型的參數(shù)辨識和狀態(tài)估計.pdf

1、由于高速列車具有運(yùn)輸速度快、運(yùn)輸量大、能耗低、舒適性好、無污染等方面的諸多優(yōu)勢，因此一直受世界上各個國家青睞，是重要的現(xiàn)代化交通運(yùn)輸工具，近年來我國也開始大力發(fā)展高速列車。但是隨著高速列車的飛速發(fā)展，其運(yùn)行的安全、穩(wěn)定性也越來越引起人們的關(guān)注，如何建立更加準(zhǔn)確的高速列車模型，在高速列車速度不斷增加的同時更好地控制列車的運(yùn)行、保障運(yùn)行的安全性成為列車研究的重點(diǎn)。
　　本文根據(jù)高速列車的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境和我國高速列車的發(fā)展現(xiàn)狀，考慮列車在

2、實(shí)際運(yùn)行過程中所受的隨機(jī)干擾和系統(tǒng)參數(shù)的變化，主要針對高速列車的動力學(xué)系統(tǒng)建模和模型參數(shù)辨識展開了如下研究工作：
　　1、分析高速列車在運(yùn)行中的受力情況，探究牽引力、制動力、阻力與列車運(yùn)行狀態(tài)之間的關(guān)系，建立了高速列車的非線性動力學(xué)狀態(tài)空間模型；針對高速列車系統(tǒng)動力學(xué)模型參數(shù)難以直接獲取，提出了基于最大期望算法(EM)的高速列車參數(shù)離線辨識和運(yùn)行狀態(tài)估計方法，并從理論上進(jìn)行推導(dǎo)分析了方法的可行性。
　　2、根據(jù)高速列車運(yùn)行環(huán)

3、境的變化和我國現(xiàn)有高速列車型號有限的特點(diǎn)，在建立高速列車動力學(xué)模型參數(shù)集的基礎(chǔ)上，為滿足列車運(yùn)行控制實(shí)時性的要求，提出了基于參數(shù)集和實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)的非線性狀態(tài)空間模型的參數(shù)在線辨識和狀態(tài)估計方法，并通過分別對非線性系統(tǒng)施加均勻噪聲和伽馬噪聲驗(yàn)證了算法的有效性；在此基礎(chǔ)上，將該算法應(yīng)用于高速列車系統(tǒng)，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性。
　　3、考慮到隨著高速列車速度提高，運(yùn)行環(huán)境急劇惡化，基于固定模型參數(shù)的假設(shè)難以滿足實(shí)際控制需求的實(shí)際情況