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基于扩张状态观测器的虚拟编组触发模型预测控制
被引量：
4
1
作者
林俊亭
倪铭君
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期134-146,共13页
为研究实际线路环境下的虚拟编组列车编队控制问题,综合考虑系统的实时性和抗扰性,本文提出一种基于扩张状态观测器的触发模型预测控制方法。首先,基于虚拟编组列车动力学方程搭建多车追踪模型,并设计终端函数,确保系统的稳定性;其次,...
为研究实际线路环境下的虚拟编组列车编队控制问题,综合考虑系统的实时性和抗扰性,本文提出一种基于扩张状态观测器的触发模型预测控制方法。首先,基于虚拟编组列车动力学方程搭建多车追踪模型,并设计终端函数,确保系统的稳定性;其次,针对模型预测控制中存在计算效率低和资源浪费的问题,引入事件触发机制,在求解优化问题时增加判断条件,以提高系统的实时性;再次,在前馈通路上加入扩张状态观测器,对环境中存在的扰动实时估计并补偿,减少干扰造成模型不准确的现象,提高模型的抗扰动能力;最后,基于MATLAB和Simulink仿真平台设计4列列车追踪的运行场景,并与传统模型预测控制方法进行对比,从控制精度和计算时间两方面验证所提方法的有效性。仿真结果表明:相较于传统模型预测控制方法,本文所提出的事件触发机制中3个阈值τ为0.001,0.010,0.100的计算效率分别提高了47%,64%,73%;在面对外部扰动时,本文所提算法在抗扰性上提高了33%。
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关键词
铁路运输
列车
编队控制
模型预测控制
虚拟编组列车组
事件触发机制
扩张状态观测器
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职称材料
题名
基于扩张状态观测器的虚拟编组触发模型预测控制
被引量：
4
1
作者
林俊亭
倪铭君
机构
兰州交通大学
出处
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期134-146,共13页
基金
国家自然科学基金(52162050)。
文摘
为研究实际线路环境下的虚拟编组列车编队控制问题,综合考虑系统的实时性和抗扰性,本文提出一种基于扩张状态观测器的触发模型预测控制方法。首先,基于虚拟编组列车动力学方程搭建多车追踪模型,并设计终端函数,确保系统的稳定性;其次,针对模型预测控制中存在计算效率低和资源浪费的问题,引入事件触发机制,在求解优化问题时增加判断条件,以提高系统的实时性;再次,在前馈通路上加入扩张状态观测器,对环境中存在的扰动实时估计并补偿,减少干扰造成模型不准确的现象,提高模型的抗扰动能力;最后,基于MATLAB和Simulink仿真平台设计4列列车追踪的运行场景,并与传统模型预测控制方法进行对比,从控制精度和计算时间两方面验证所提方法的有效性。仿真结果表明:相较于传统模型预测控制方法,本文所提出的事件触发机制中3个阈值τ为0.001,0.010,0.100的计算效率分别提高了47%,64%,73%;在面对外部扰动时,本文所提算法在抗扰性上提高了33%。
关键词
铁路运输
列车
编队控制
模型预测控制
虚拟编组列车组
事件触发机制
扩张状态观测器
Keywords
railway transportation
train platoon control
model predictive control
virtually coupled train set
event triggering mechanism
expansion state observer
分类号
U284.4 [交通运输工程—交通信息工程及控制]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于扩张状态观测器的虚拟编组触发模型预测控制
林俊亭
倪铭君
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2023
4
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