高速动车组多模型切换主动容错预测控制  

Multi-model switching predictive control with active fault tolerance for high-speed train

作　　者：杨辉[1,2] 张坤鹏[1,2] 王昕[1,2,3] 

机构地区：[1]华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌330013 [2]江西省先进控制与优化重点实验室,江西南昌330013 [3]上海交通大学电工与电子技术中心,上海200240

出　　处：《控制理论与应用》2012年第9期1211-1214,共4页Control Theory & Applications

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60864004;51174091;61164013);国家"863"计划资助项目(2008AA04Z129);铁道部科学技术研究重点资助项目(2011Z002-D);江西省研究生创新基金资助项目(YC10A092)

摘　　要：高速动车组持续高速运行,对控制系统的可靠性和抗干扰能力提出了更高要求.结合高速动车组非线性动力学特点和系统运行数据,应用减法聚类和模式分类算法建立高速动车组多模型集;为适应对象和扰动特性的变化建立高速动车组自适应模型;采用基于累计误差最小的切换策略在线选择最优控制模型,据此设计主动容错预测控制算法来实现高速动车组安全高效运行.最后,仿真实例验证了该方法的有效性.In the continuous high-speed operation, severe demands on reliability and disturbance-rejection are needed by the high speed trains. According to its nonlinear dynamic characteristics and operation data, we build a set of multiple models for the high-speed train by using subtractive clustering and pattern classification algorithm. To adapt to the change of object and disturbance characteristics, we use a model switching scheme to select online, from this set of models, the optimal model with smallest model accumulative error. On the basis of this optimal model, we design the active fault tolerant predictive controller to realize the secure and efficient operations of the high-speed train. Simulation example is given to show the effectiveness of this method.

关 键 词：高速动车组 非线性 多模型切换 主动容错预测控制 

分 类 号：TP273[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] U266.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程]