[發(fā)明專利]基于二階ADRC算法的地鐵列車速度自動控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910877299.1 | 申請日： | 2019-09-17 |
| 公開（公告）號： | CN110632846A | 公開（公告）日： | 2019-12-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鄭子緣;戴勝華;梁瑤;曹景銘;吳為;謝旭旭;周興;李正交;盧建成;習(xí)家寧;王宇琦;李紫玉;鄭碩 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京交通大學(xué) |
| 主分類號： | G05B11/42 | 分類號： | G05B11/42 |
| 代理公司： | 11255 北京市商泰律師事務(wù)所 | 代理人： | 黃曉軍 |
| 地址： | 100044 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 列車 觀測 跟蹤 系統(tǒng)控制量 數(shù)學(xué)模型 速度跟蹤 擾動 控制力 輸出量 算法 非線性反饋環(huán)節(jié) 擴張狀態(tài)觀測器 速度自動控制 跟蹤微分器 加速度誤差 地鐵列車 對象狀態(tài) 過渡過程 平穩(wěn)運行 擾動作用 速度誤差 微分信號 系統(tǒng)增益 減去 二階 減小 倒數(shù) 修正 輸出 轉(zhuǎn)化 | ||
1.一種基于二階ADRC算法的地鐵列車速度自動控制方法，其特征在于，包括：
獲取列車的運行目標速度和實際運行速度；
由列車的運行目標速度經(jīng)過跟蹤微分器安排過渡過程并提取微分信號后，獲得跟蹤速度和跟蹤加速度；
由列車實際運行速度經(jīng)過擴張狀態(tài)觀測器估計對象狀態(tài)和不確定擾動作用后獲得觀測擾動、觀測速度和觀測加速度；
由跟蹤速度和觀測速度做差得到跟蹤速度誤差，由跟蹤加速度和觀測加速度做差得到跟蹤加速度誤差；
將所述跟蹤速度誤差和跟蹤加速度誤差經(jīng)過非線性反饋環(huán)節(jié)后得到輸出量，將所述輸出量減去觀測擾動和系統(tǒng)增益的倒數(shù)的乘積后，得到系統(tǒng)控制量。
將所述系統(tǒng)控制量轉(zhuǎn)化為列車的數(shù)學(xué)模型的控制力，并將控制力輸出給列車的數(shù)學(xué)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的獲取列車的當(dāng)前運行目標速度和實際運行速度，包括：
根據(jù)列車在當(dāng)前區(qū)間內(nèi)的區(qū)間計劃運營時間以及線路限定條件信息，計算出列車的運行ATO速度曲線，根據(jù)列車的運行ATO速度曲線獲取列車的當(dāng)前運行目標速度；
利用列車上的速度傳感器采集列車實際運行速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的跟蹤微分器由以下公式給定輸入輸出。
其中v1(k),v2(k)分別為跟蹤速度，跟蹤加速度，r0是跟蹤微分器的速度系數(shù)，h0為濾波因子，fst為一個非線性函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的擴張狀態(tài)觀測器由以下公式給定輸入輸出：
e(k)＝z1(k)-y(k)
z1(k+1)＝z1(k)+z2(k)-β01e(k)
z2(k+1)＝z2(k)+z3(k)-β02fal(e(k),0.5,δ)+b0u(k)
z3(k+1)＝z3(k)-β03fal(e(k),0.25,δ)
其中z1(k),z2(k),z3(k)分別為觀測擾動、觀測加速度和觀測速度。e(k)為跟蹤誤差。u(k)為系統(tǒng)控制量。β01,β02,β03為三個觀測器參數(shù)，b為系統(tǒng)增益，y(k)為對象輸出，fal為非線性函數(shù)。
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