[发明专利]一种针对列车执行器失效故障的自适应反步容错控制方法

摘要

本发明公开一种针对列车执行器失效故障的自适应反步容错控制方法，所述方法包括：S1：对列车进行受力分析，建立列车执行器失效故障下的列车纵向运动动力方程；S2：通过引入误差变量得到列车纵向运动的闭环系统动态方程；S3：引入神经网络未知有界函数得到修正闭环系统动态方程；S4：根据修正闭环系统动态方程设计列车运动控制器，本发明能够有效补偿执行器失效故障对列车期望跟踪系统的影响、能够有效衰减或去除附加阻力对列车系统的影响，有效确保列车运行过程中具有良好的位置跟踪性能和速度跟踪性能，提高列车系统的安全性和可靠性。

主权项

1.一种针对列车执行器失效故障的自适应反步容错控制方法，其特征在于，所述方法包括：S1：对列车进行受力分析，建立列车执行器失效故障下的列车纵向运动动力方程；S2：通过引入误差变量得到列车纵向运动的闭环系统动态方程；S3：引入神经网络未知有界函数得到修正闭环系统动态方程；S4：根据修正闭环系统动态方程设计列车运动控制器；步骤S2包括：S21：引入误差变量z₁、z₂：其中，x_r(t)和分别为列车运行的期望位移和期望速度；α₁为虚拟控制律；s(t)是列车从0至t时刻的实际位移；v(t)表示列车t时刻的实际速度；通过设计候选李雅普诺夫函数求得α₁为α₁＝‑c₁z₁其中，c₁为待设计正常数；S22：将误差变量z₁、z₂代入列车纵向运动动力方程中，得闭环系统动态方程为其中，t∈[0,T^*]，T^*是列车运行时间；为列车运行的期望加速度；f_r0(t)是列车t时刻的未知有界的附加阻力；u₀(t)是列车t时刻的牵引力或制动力；m是列车的总质量；v(t)表示列车t时刻的实际速度；c_o、c_v和c_a分别是大于0的戴维斯系数；ρ代表执行器的失效故障因子，满足ρ∈[0,1)，ρ＝0代表列车正常运行；α₁为虚拟控制律。