重载列车模糊自适应模型预测控制方法研究

作     者：易杰 江帆 罗源 张征方 白金磊 钟谱华 YI Jie;JIANG Fan;LUO Yuan;ZHANG Zhengfang;BAI Jinlei;ZHONG Puhua

作者机构：株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001 

出 版 物：《控制与信息技术》 (CONTROL AND INFORMATION TECHNOLOGY)

年 卷 期：2024年第4期

页      面：36-43页

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划重大课题(SY2023J002) 

主　　题：重载列车 机车自动驾驶 自适应模型预测 模糊控制 

摘      要：机车自动驾驶系统本身是一个非线性、时变系统。列车在运行过程中,会遇到各种不同的线路情况,因此控制器不仅要具备预测控制功能,控制器的参数也需要根据实际的运行线路情况进行动态调整。为此,文章提出了一种重载列车模糊自适应模型预测控制方法。该方法在建立非线性多质点模型的基础上,构造了考虑多优化目标及多运行约束条件的优化问题,搭建了基于重载列车多质点模型的模型预测控制系统框架,对列车运行状态进行预测和动态调节;针对固定的控制器参数无法适应不同线路情况的问题,文章利用模糊控制与模型预测控制方法相结合的方法,通过对模型预测控制器的权重系数进行自适应整定,从而实现列车在不同运行线路上自适应优化控制。仿真结果表明,模糊自适应模型预测控制器具有良好的控制性能,不仅能够实现对列车的精确控制,将速度误差控制在±1km/h范围内,而且能够保证列车运行的平稳性。