[發明專利]一種列車自動運行的魯棒自適應非奇異終端滑模控制方法

有效

• 申請號: 201710240319.5
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107102542B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 姚秀明;趙富;董海榮;林雪;張暖笛
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;白淑賢

1.一種列車自動運行的魯棒自適應非奇異終端滑模控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1、分析列車縱向運動進行受力情況，建立包含未知參數、不確定性和外部干擾的列車縱向運動動力方程；

S2、構造非奇異終端滑模面；

S3、設計各未知參數估計值的自適應律和滑模面參數的參數方程；

S4、將非奇異終端滑模面、各未知參數估計值的自適應律和滑模面參數的參數方程代入包含未知參數、不確定性和外部干擾的列車縱向運動動力方程，得到非奇異終端滑模閉環控制方程，利用非奇異終端滑模閉環控制方程進行列車自動運行的魯棒自適應非奇異終端滑模控制；

步驟S1中建立的包含未知參數、不確定性和外部干擾的列車縱向運動動力方程為：

其中，m為未知的列車總質量；為列車的速度；為列車的加速度；u為未知的列車所需的縱向控制力；c₀、c_v和c_a為未知的戴維方程的系數；θ為列車運行軌道的坡度；且滿足d表示外部干擾，Δm、Δc_a、Δc_v和Δc_o分別表示m，c_a，c_v和c_o的不確定性，b₀>0，b₁>0，b₂>0，b₃>0且b₀、b₁、b₂和b₃均是未知參數；

步驟S2的具體過程為：

定義位置誤差、速度誤差和加速度誤差為：

e＝x-x_r

其中，x_r、和分別為列車運行的期望位置、期望速度和期望加速度；

設計非奇異終端滑模面：

其中，β為未知的待設計函數，定義p和q分別為正奇數，且滿足

步驟S3的具體過程為：

設計各未知參數估計值的自適應律：

u＝u₁+u₂+u₃+u₄

其中,k_s3是待設計的正常數；

設計滑模面參數的參數方程：

其中，k_m、k_o、k_v、k_a和k_β均為待設計的正參數。

2.根據權利要求1所述的列車自動運行的魯棒自適應非奇異終端滑模控制方法，其特征在于，步驟S4中得到的非奇異終端滑模閉環控制方程為：