[发明专利]一种基于状态估计的高速铁路受电弓多目标鲁棒控制方法

权利要求书

1.一种基于状态估计的高速铁路受电弓多目标鲁棒控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：构建非线性受电弓-接触网模型；

步骤B：根据所述非线性受电弓-接触网模型，构建面向控制的弓网系统模型，得到弓网模型下的状态空间方程；

步骤C：确定受电弓主动控制目标，将控制目标方程化；

步骤D：在步骤B的状态空间方程的基础上，加入过程噪声和测量噪声，得到面向估计的离散状态方程；

步骤E：根据步骤C的状态空间方程，设计多目标控制器；结合估计结果，得到最优主动控制力。

2.根据权利要求1所述的基于状态估计的高速铁路受电弓多目标鲁棒控制方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

根据受电弓的动力学方程：

式中：x₁、x₂和x₃分别表示弓头、上框架以及下框架的位移；m₁、m₂和m₃分别表示弓头、上框架以及下框架的等效质量；k₁、k₂和k₃分别表示弓头、上框架以及下框架的等效刚度；c₁、c₂和c₃分别表示弓头、上框架以及下框架的阻尼；F_pc表示接触力；F_l

表示静态抬升力；u表示主动控制力；

得到受电弓-接触网模型：

式中：x^*＝[x₁,x₂,x₃]^T,M＝diag[m₁,m₂,m₃]，F＝[F_pc,0,F_l+u]^T，

3.根据权利要求2所述的基于状态估计的高速铁路受电弓多目标鲁棒控制方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

面向控制的接触网刚度分布为：

式中：v和t分别表示运行速度和运行时间，a_i、b_i、c_i分别为拟合系数；i＝1,2,…,8；

接触力表示为：

F_pc(t)＝k(t)x₁

定义状态向量则状态空间方程为：

y(t)＝Cx(t)

式中：w和u分别为系统的扰动和主动控制力，A、B₁、B₂和C均表示系数矩阵，分别为：

C＝[k(t)00000]。