重载列车运行过程的滑模自抗扰控制方法

作     者：李中奇 余剑烽 周靓 

作者机构：华东交通大学电气与自动化工程学院 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52162048,61991404,52472342,632363011) 江西省主要学科学术和技术带头人培养计划(20213BCJ22002) 

主　　题：快速终端滑模自抗扰控制 重载列车 速度跟踪 自适应趋近率 大秦线 

摘      要：针对重载列车因司机经验不足而导致控车难的问题，提出一种基于大秦线Locotrol同步控制的自适应快速终端滑模自抗扰重载列车速度跟踪控制策略。对于多机牵引的重载列车，针对主控机车设计控制器，并将控制器的输出结果传递于从控机车上，实现主从控机车的同步控制，保证列车安全准点运行。首先，建立列车多质点模型，将主控机车受到的车钩力、运行阻力及外界干扰等时变量看作集总扰动，并以此作为扩张状态设计扩张状态观测器，对其进行实时估计与补偿；其次，引入快速终端滑模控制对自抗扰控制中的非线性误差反馈控制率进行改进，以加快系统响应速度，并利用改进的自适应趋近率调节滑模趋近运动的动态品质，削弱滑模抖振。最后，以编组形式为“1+105+1+105+可控列尾的重载列车为例，结合大秦线的实际线路数据和金牌司机的驾驶经验进行仿真分析并与传统方法进行比较。仿真结果表明，所提控制方法较传统方法在主从控机车的控制力、最大车钩力、运行平稳性以及目标曲线的跟踪精度方面均表现更好，控制效果更优。