[發明專利]一種基于估計的H∞控制的雙受電弓主動控制方法在審
| 申請號： | 201811466343.1 | 申請日： | 2018-12-03 |
| 公開（公告）號： | CN109766574A | 公開（公告）日： | 2019-05-17 |
| 發明（設計）人： | 劉志剛;張翰濤;魯小兵;謝松霖;宋寶林 | 申請（專利權）人： | 西南交通大學 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 成都信博專利代理有限責任公司 51200 | 代理人： | 王沙沙 |
| 地址： | 610031 四川省成都市*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 受電弓 多目標控制器 主動控制 作動器 時滯 狀態空間方程 空間方程 狀態估計 構建 主動控制力 不確定性 弓網系統 過程噪聲 結合狀態 估計器 接觸力 接觸網 控制力 弓網 噪聲 測量 | ||
1.一種基于估計的H∞控制的雙受電弓主動控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：構建非線性雙受電弓-接觸網模型；
步驟2：根據步驟1構建的模型，構建面向控制的弓網系統模型，得到雙弓網模型下的狀態空間方程；
步驟3：根據作動器時滯、模型不確定性和最大控制力優化步驟2得到的狀態空間方程；
步驟4：對步驟3得到的狀態空間方程，加入過程噪聲和測量噪聲，得到狀態估計空間方程；
步驟5：根據步驟4得到的狀態估計空間方程，得到多目標控制器，根據多目標控制器得到最優主動控制力，完成雙受電弓主動控制。
2.根據權利要求1所述的一種基于估計的H∞控制的雙受電弓主動控制方法，其特征在于，所述步驟1中非線性雙受電弓-接觸網模型構建過程如下：
受電弓的動力學方程為：
式中：m1為弓頭的等效質量，m2為上框架的等效質量，m3為下框架的等效質量，k1、k2和k3均表示等效剛度，c1、c2和c3均表示阻尼，Fpc表示接觸力，F1表示靜態抬升力，x1、x2和x3受電弓弓頭、上框架、下框架等效質量塊的位移，為受電弓弓頭、上框架、下框架等效質量塊的速度，和為受電弓弓頭、上框架、下框架等效質量塊的加速度；令狀態量將接觸力和抬升力作為輸入u＝[Fpc Fl]可將上式寫成狀態空間形式：
式中：
式中：A和B均為狀態空間方程的系數矩陣；
接觸網的動態結構為：
式中：為接觸網節點的加速度，為接觸網節點的速度，xc為接觸網節點的速度，Mc為接觸網的集中質量矩陣，Cc為接觸網的阻尼矩陣，Kc為接觸網的全局剛度矩陣，Fc為接觸網的合外力；
雙受電弓-接觸網模型如下：
式中：M＝diag(Mc,Mpl,Mpt)，C＝diag(Cc,Cpl,Cpt)，K＝diag(Kc,Kpl,Kpt)；Mpl,Cpl,Kpl為受電弓前弓的質量矩陣、阻尼矩陣、全局剛度矩陣；Mpt,Cpt,Kpt為受電弓后弓的質量矩陣、阻尼矩陣、全局剛度矩陣；M、C、K和F分別為雙受電弓-接觸網耦合模型的質量矩陣、阻尼矩陣、全局剛度矩陣、合外力。
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