分布式動力高速動車組的預測控制與動態(tài)仿真.pdf

1、近幾年來,我國鐵路系統(tǒng)經(jīng)歷了大規(guī)模的建設和技術提升。越來越多的CRH型號的高速動車組運行在多條專用客運線上。根據(jù)國家鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃,到2020年底,我國將建成覆蓋全國大部分地區(qū)長達18000公里的運營速度達時速350公里的高速專用客運線。各國發(fā)展高速列車的經(jīng)驗表明,分布式動力的動車組是高速列車的發(fā)展趨勢。中國的CRH(“和諧號”)是由電動車組組成,每個電動車組包括一個具有動力的動車和一個無動力的拖車。由于分布式動力,與傳統(tǒng)的單一火車

2、頭動力牽引系統(tǒng)相比,系統(tǒng)的建模和控制器設計仍有許多新的問題亟待解決。針對動力分散的情況,本文進行了縱向動力學建模,設計預測控制器,并給出動力優(yōu)化的方案。
　　在已有的高速動車組的模型的基礎上,對其縱向動力學模型進行了分析,并研究了常見運用在高速動車組上的控制方法,為后續(xù)的建模和控制器設計打下基礎。
　　介紹了動車組一般的受力類型,并分析了一個八節(jié)編組的CRH2型動車組的受力情況,由此導出了一個通用的動車組的縱向動力學的非線性

3、模型。由于建好的動車組的縱向動力學為非線性模型,研究了非線性模型的線性化,并在線性化的縱向動力學模型基礎上進行了預測控制的設計。并將預測控制器的算法與MATLAB仿真驗證算法的可行性。
　　考慮到基于全局目標函數(shù)的預測控制器,網(wǎng)絡負載大,不便于工程應用,從兩個方面進行了預測控制器算法的調(diào)整:一個是基于局部目標函數(shù),每個局部子系統(tǒng)有自己的性能指標進行滾動優(yōu)化,另一個是基于鄰域目標函數(shù),子系統(tǒng)之間的相互關系為鄰域進行滾動優(yōu)化。并且通過