基于最小二乘法估计粘滑曲线斜率的高速动车粘着控制方法研究

发布时间：2023-06-01 19:19

　　为了确保轮轨间良好的粘着性能,充分发挥动车组列车的牵引力和制动力,需要对动车组列车实施合理、高效的粘着控制。本文从工程实际应用角度出发,研究了一种可切换遗忘因子的递推最小二乘算法,用来辨识粘滑曲线斜率。此外,针对传统梯度法在极值点附近推定速度变慢的问题,将步长设置为与曲线斜率相关的函数,并且选用梯度法对最佳蠕滑速度进行推定,从而为动车组列车实现高效粘着控制提供了依据。论文的主要研究内容包含以下几点:(1)建立了动车组列车单轴纵向动力学模型,在MATLAB中基于CRH2A型动车组实际参数仿真验证了模型的正确性。针对粘着系数难以实时获得的问题,构建了全维状态观测器,通过观测电机负载转矩可间接获得粘着系数值,仿真中对比了不同极点下的观测值与粘着力计算模型计算出的实际值,结果显示在极点取值为-300时,观测值与实际值误差最小。(2)针对传统递推最小二乘法(RLS)在轨面条件突变时对待识别参数的追踪不够及时、存在滞后性的问题,对传统的递推最小二乘法进行了改进,设计了可切换遗忘因子的递推最小二乘算法对粘滑曲线斜率值进行追踪。仿真显示改进后的算法具有追踪迅速、波动小的特点。(3)本文选用梯度法对最佳...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外粘着控制方法研究现状
        1.2.1 蠕滑速度法
        1.2.2 粘着曲线斜率法
        1.2.3 智能控制法
    1.3 国内外粘着控制器的发展
    1.4 论文主要内容
2 轮轨粘着理论与粘着力计算模型
    2.1 轮轨粘着理论
    2.2 影响粘着系数的重要因素
        2.2.1 列车速度
        2.2.2 轮轨表面状态
        2.2.3 弯道曲率
        2.2.4 轴重和轮径
    2.3 轮轨间粘着力求解模型
    2.4 小结
3 列车动力学建模
    3.1 列车牵引动力学模型
    3.2 基于车辆实际参数对模型仿真验证
    3.3 粘着系数估计模型
    3.4 小结
4 基于最小二乘法估计斜率的粘着控制研究
    4.1 空转的判断
        4.1.1 蠕滑速度判据
        4.1.2 轴端角加速度及角加速度微分判据
        4.1.3 粘滑曲线斜率判据
        4.1.4 蠕滑率判据
    4.2 粘滑曲线斜率估计
        4.2.1 最小二乘法简介
        4.2.2 带遗忘因子的递推最小二乘法简介
        4.2.3 递推最小二乘法的改进
    4.3 梯度法搜索最佳蠕滑速度
    4.4 粘着控制器设计
    4.5 仿真验证
    4.6 小结
5 结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3826889