安全约束条件下的高速列车可靠牵引与制动控制

项目名称： 安全约束条件下的高速列车可靠牵引与制动控制

项目编号： No.61503021

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 宋琦

作者单位： 北京交通大学

项目金额： 21万元

中文摘要： 随着社会的进步，高速列车作为一种快捷有效的交通运载工具越来越受到人们的关注。规模化快速发展高速铁路已成为我国经济社会发展乃至国家安全的重大战略需求，而列车的安全运行是高速铁路建设和发展的根本前提。采用先进控制技术是确保列车在途安全与高效运行的重要途径之一。本项目针对高速列车运行安全问题，重点研究安全约束下的可靠牵引与制动控制理论与方法。主要研究内容包括：(1)通过分析轨道车辆运行状态、牵引/制动特性及不确定扰动等影响因素，根据不同的控制目标建立高速列车动力学模型；(2)考虑安全约束条件的高速列车鲁棒自适应控制；(3)考虑非仿射非对称饱和特性的高速列车鲁棒自适应容错控制。本项目研究对我国现有高速列车的安全运行与全自动无人驾驶轨道车辆的研制开发以及高速铁路建设的持续稳定发展具有重要意义。

中文关键词： 高速列车；牵引/制动控制；安全约束；鲁棒自适应；容错控制

英文摘要： With the development of society, high speed trains (HST) appear to be more and more important in society and economic development and even national security. The crucial precondition for such development is the safe and reliable operation of HST. Apparently, advanced control is one of the key enabling technologies for enhancing system safety. This project is focused on how to enhance HST’s operation safety and reliability by making use of reliable traction and braking control methodology to prevent possible fatal accident. The major issues to be addressed are: 1) by analyzing the operation condition, traction/braking characteristics and uncertain disturbance of HST, a more applicable model of HST will be presented; 2) robust adaptive traction/braking control of HST under safety constraint; 3) fault-tolerant traction/braking control with considering the nonaffine and asymmetric saturation characteristics of HST. This proposed research has great impact on the healthy and sustainable development of the current and future HST transportation systems.

英文关键词： high speed trains;traction/braking control;safety constraint;robust adaptive;fault-tolerant control