高速列车鲁棒制动控制方法研究及结构安排

本书针对列车速度难以获取、制动过程中存在控制作用的时滞、分布式结构带来的车间耦合、制动过程中的不确定性阻力以及制动力难以有效发挥等问题进行了研究，旨在提高高速列车制动过程中对目标制动曲线的跟踪精度。因此，本书以滑模变结构理论和一致性理论为指导，同时也运用到了图论、线性系统理论、卡尔曼滤波技术等基本知识，从分布式动车组的建模、高速列车速度的获取、反演滑模控制器的设计、一致性算法设计、MATLAB 仿真和RT-lab 实验验证等多方面展开了深入的思考和研究。

本书研究内容安排如下：

第1章绪论：首先对面向协同控制的高速列车制动方法的研究背景和意义进行了分析，随后对列车制动的数学模型、单质点跟踪控制器、多智能体一致性算法的研究现状进行了文献综述，最后给出了论文的结构安排和主要内容。

第2章制动系统建模及预备知识：介绍了输入时滞的单质点模型、分布式结构的列车数学模型以及考虑轮轨黏着特性的制动模型；为便于后续研究工作的进行，本章还对图论、一致性算法和卡尔曼滤波技术的设计进行了简要介绍。

第3章基于扩展卡尔曼滤波器的列车测速算法：针对列车车体速度不能直接测量的问题，提出了由扩展卡尔曼滤波算法估计车速的方案，并进行MATLAB 仿真验证。

第4章具有输入时滞的动车组的Back-Stepping（反演）滑模制动算法：在第2章建模的基础上，给出了反演滑模控制算法，并引入扰动扩张观测器，在实现高精度跟踪的同时，提高了制动算法的抗干扰能力；最后通过 MATLAB 仿真验证了算法的有效性。(www.xing528.com)

第5章具有不确定性多智能体动车组的集成协同制动算法：在第2章建模的基础上，给出基于上下界滑模思想的一致性算法，并进行收敛性分析；最后通过MATLAB 仿真验证了算法的有效性。

第6章具有不确定性多智能体动车组的鲁棒一致性制动算法：对第4章的算法进行了优化升级；设计滑模扰动观测器对耦合力与未知扰动的复合项进行在线观测；提出集成滑模观测器和人工势能场函数的一致性协议，并进行收敛性分析；最后通过MATLAB 仿真和RT-lab 实验验证了算法的有效性。

第7章基于参数估计及滑模观测器的高速列车黏着制动控制研究：在第2章建模的基础上，给出了参考蠕滑率的估计方法，设计了有限时间收敛的终端滑模跟踪控制器，并引入滑模观测器进行估计未知干扰；最后通过 MATLAB 仿真验证了算法的有效性。

第8章结论与展望：介绍了本书的所有研究内容的结论，归纳出研究内容的优势与创新点，并对未解决且亟待解决的问题进行了展望。