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高速列车鲁棒制动控制方法-滑模一致性跟踪控制器

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:结合传统一致性算法和变结构控制项,构成如下跟踪控制器:令,构造误差方程:把式写为矩阵形式得设计李雅普诺夫函数如下:对李雅普诺夫函数V 沿着系统的运动轨迹求导:已知矩阵M 为对称正定矩阵,设计合理的参数 ηi,使 ηi>di,则有经上述推导可知,车厢的速度误差可以渐进收敛到零,即至此,控制器稳定性证明完毕。设计李雅普诺夫函数证明了算法的收敛性。

高速列车鲁棒制动控制方法-滑模一致性跟踪控制器

针对含有复合不确定项的二阶领航-跟随者多智能体系统(5-4),设计控制器如式(5-6):

其中: ui1是一致性算法部分,用来保证多智能体系统速度的一致性收敛;ui2是滑模变结构项,用来处理系统中的非线性和不确定性,提高算法的抗干扰能力和跟踪的准确性。

一致性控制器[8,9]形式如式(5-7):

式中,aij决定车厢与车厢之间是否发生信息(速度和位移)的交换,如果位移信息能从第i 节车厢传递到第j 节车厢,则aij=1,否则aij=0。

设计选取速度的同步误差作为滑模面,则有

设计滑模控制项为

式中,ηi为待设计常数。

结合传统一致性算法和变结构控制项,构成如下跟踪控制器:

把式(5-11)写为矩阵形式得

设计李雅普诺夫函数如下:(www.xing528.com)

对李雅普诺夫函数V 沿着系统(5-12)的运动轨迹求导

已知矩阵M 为对称正定矩阵,设计合理的参数 ηi,使 ηi>di,则有

经上述推导可知,车厢的速度误差可以渐进收敛到零,即

至此,控制器稳定性证明完毕。

综上所述,具有不确定性多智能体动车组的集成协同制动算法设计步骤如下:

(1)建立了含有非线性耦合与不确定性的动车组数学模型,并将其转换为Leader-follower 模式下的多智能体系统。

(2)设计了Consensus 算法并集成滑模控制器,Consensus 算法用于跟踪,滑模算法用于抵消模型中的符合不确定性。

(3)设计李雅普诺夫函数证明了算法的收敛性。

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