[发明专利]基于多智能体的动车组停车一致性控制方法

权利要求书

1.基于多智能体的动车组一致性停车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立分布式动车组的多智能体系统，动车组由n+1节车厢组成的动车组构成，设置车厢0为多智能系统中的虚拟领航者，车厢i为多智能系统中的跟随者，i＝1,2,3,...,n；虚拟领航者的动态模型为其中x₀,v₀分别表示虚拟领航智能体的位置和速度信息，u₀表示控制输入；跟随者的动态模型为其中x_i,v_i分别表示跟随者智能体的位置和速度信息，u_i表示控制输入，f_ri(·)＝[f_i(·)-d_i(·)]/m_i，f_i(·)代表第i节车厢的非线性耦合作用力，d_i(·)代表第i节车厢所受到的不确定性扰动，H_i＝1/m_i，m_i为第i节车厢的质量；

步骤2：将目标制动曲线输入至虚拟领航者，设计PID控制器并定义控制器参数，用于跟踪控制虚拟领航者的实际位移速度运行曲线，以实现第一控制目标其中x^d为目标制动曲线；

步骤3：设计一致性跟踪控制器用于跟踪控制跟随者的实际位移速度运行曲线，以实现第二控制目标其中r_ij＝x_i-x_j表示相邻车厢之间距离，r_ij∈[9.5,10.5]；

所述一致性跟踪控制器由四部分组成即u_i＝u_i1+u_i2+u_i3+u_i4；其中项u_i1为传统一致性控制用于控制多智能体系统速度一致性收敛，项u_i2为人工势能场函数用于保持多智能体系统的连通性，项u_i3为滑模变结构项用于有界的复合扰动项，项u_i4为扰动观测器于处理多智能体系统中的非线性和不确定性扰动。

2.根据权利要求1所述基于多智能体的动车组一致性停车控制方法，其特征在于：来自相邻车厢之间弹簧作用力f_i(·)＝f_i-1-f_i，其中f_i应用hardening-Spring模型k_0i＝80000N/m，ε＝-0.5，表达式为其中，Δx表示跟随者与虚拟领航者之间的位置偏移量。

3.根据权利要求1所述基于多智能体的动车组一致性停车控制方法，其特征在于：所述d_i(·)代表第i节车厢所受到的不确定性扰动，a_1i、a_2i、a_3i分别为运行阻力公式中的常数项，d_r、d_c、d_t分别为隧道，坡道和弯道的附加阻力，其表达式为

4.根据权利要求1所述基于多智能体的动车组一致性停车控制方法，其特征在于：所述PID控制器控制方程具体为u₀＝k_p(x^d-x₀)+k_i∫(x^d-x₀)dt+k_d(d(x^d-x₀)/dt)，其中k_p、k_t、k_d为控制器参数。

5.根据权利要求1所述基于多智能体的动车组一致性停车控制方法，其特征在于：所述项u_i1为传统一致性控制项，具体表达为a_ij决定车厢与车厢之间是否发生信息交换，如果信息能从第i节车厢传递到第j节车厢，则a_ij＝1，否则a_ij＝0。