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高速列车鲁棒制动控制方法基于EKF状态估计

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:本节基于MATLAB 仿真实验平台模拟列车的牵引过程。从车体速度和轮对速度的估计结果可以看出,在t=10 s 时牵引转矩发生了突变,EKF 算法能准确跟踪上机车和轮对的速度;在t=19 s 左右时牵引电机输出转矩超过了轮轨间能够提供的最大黏着力,轮对发生空转。图3-3车体速度理论值与估计值图3-4轮对速度理论值与估计值图3-5扩展卡尔曼滤波算法估计误差图3-6蠕滑速度估计值根据EKF 算法得到如图3-6 所示的机车牵引过程中蠕滑速度变化曲线。

高速列车鲁棒制动控制方法基于EKF状态估计

本节基于MATLAB 仿真实验平台模拟列车的牵引过程。模型参数如表3-1 所示;列车所受外部阻力选取为[11]

表3-1 高速列车系统参数

从车体速度和轮对速度的估计结果(见图3-3~图3-6)可以看出,在t=10 s 时牵引转矩发生了突变,EKF 算法能准确跟踪上机车和轮对的速度;在t=19 s 左右时牵引电机输出转矩超过了轮轨间能够提供的最大黏着力,轮对发生空转。

图3-3 车体速度理论值与估计值

图3-4 轮对速度理论值与估计值

图3-5 扩展卡尔曼滤波算法估计误差

图3-6 蠕滑速度估计值

根据EKF 算法得到如图3-6 所示的机车牵引过程中蠕滑速度变化曲线。在t=10 s时,随着牵引转矩发生突变,机车蠕滑速度和轮轨黏着系数也发生了相应的突变;t=19 s 左右时由于轮对发生了空转,蠕滑速度开始剧增。

图3-7 所示为机车牵引过程中黏着系数变化曲线。在0~10 s 内,黏着系数随着时间的推移稳步增长,在t=10 s时,由于牵引转矩发生突变,机车轮轨黏着系数也发生了相应的突变;在t=19 s 左右时轮对发生了空转,黏着系数开始剧烈下降。

图3-7 黏着系数估计值(www.xing528.com)

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