[发明专利]高速列车执行器自适应故障补偿位置跟踪方法

说明书

本发明公开了高速列车执行器自适应故障补偿位置跟踪方法，高速列车执行器自适应故障补偿位置跟踪方法包括如下步骤：采集列车运行参数,根据参数从列车模型集合中选择出匹配的列车模型,以及对应的自适应补偿控制器和自适应律;匹配的列车模型加载对应的自适应补偿控制器和自适应律;对应的自适应补偿控制器和自适应律使得当前时刻的状态量跟踪期望位移。能够解决高速列车在不同运行条件下系统参数及干扰变化的问题，通过自适应执行器补偿控制方法来实现高速列车的位置跟踪。

技术领域

本发明涉及高速列车领域，尤其涉及高速列车执行器自适应故障补偿位置跟踪方法。

背景技术

随着我国高速铁路的不断发展以及高速列车的提速，高铁已逐步成为人们日常出行的一种交通方式，进一步给广大群众的生活带来了极大便利。因此，为保障人们的生命财产安全，维持列车的高速安全运行极为重要。在列车的牵引系统中，执行器负责为列车提供运行所需的牵引力，占有极为重要的地位。列车长时间(远距离)运行时，牵引系统会发生故障，导致列车的延误甚至停运。为了提高我国高铁运行的安全性，针对高速列车牵引系统执行器故障补偿的研究势在必行。

牵引系统故障中出现最多且最重要的就是执行器机构故障，目前的研究成果中，大多都是针对不含或者含恒值干扰且系统参数为已知或为时变有界的列车运动模型进行故障补偿研究，而这些常参数系统或有界变参数系统无法完整体现系统的动态特征。

综上，现有技术中缺乏针对系统动态特征的自适应补偿控制方法，实现高速列车的位置跟踪。

发明内容

本发明提供了高速列车执行器自适应故障补偿位置跟踪方法，能够解决高速列车在不同运行条件下系统参数及干扰变化的问题，通过自适应执行器补偿控制方法来实现高速列车的位置跟踪。

高速列车执行器自适应故障补偿位置跟踪方法，包括如下步骤：

采集列车运行参数,根据参数从列车模型集合中选择出匹配的列车模型,以及对应的自适应补偿控制器和自适应律；

匹配的列车模型加载对应的自适应补偿控制器和自适应律；

对应的自适应补偿控制器和自适应律使得当前时刻的状态量跟踪期望位移。

进一步的，所述列车模型集合包括:健康模型、参数化故障模型、非参数化故障模型、干扰界限未知的故障模型。

进一步的，健康模型为：

其中，x₁(t)是列车的位移，x₂(t)是列车的运行速度，是列车的运行加速度，g是重力加速度，m(t)是列车的质量系数，F(t)是列车牵引力，a(t)是列车的滚动阻力，b(t)是与列车速度有关的线性阻力系数，c(t)是与列车速度相关的非线性阻力系数，是斜面轨道的倾斜角的正弦，D(t)指曲线轨道的曲率度，表示未建模的干扰。参数m(t)、a(t)、b(t)、c(t)、D(t)、为分段函数，记为

m_i、a_i、b_i、c_i、D_i为未知常数，为有界干扰，χ_i(t)是指示函数，定义为：

其中，Ω是列车运行中所有可能的系统状态的阈值，共划分为l个分区Ω_i，i＝1...l。