魏文军 葛俊德 武晓春

(1.兰州交通大学自动化与电气工程学院,甘肃兰州 730070;2.兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州 730070)

1 引言

作为速度为250 km/h以上的旅客专用运输系统,高速列车近年来因其高速便捷和生态友好性而越来越受欢迎.列车自动控制(automatic train control,ATC)系统在列车的安全、可靠和节能运行方面发挥着重要作用[1-3].目前动车组一般采用集中式控制和固定闭塞,更为先进的动车组控制问题的研究已成为热点.本文将利用分布式控制来探讨移动闭塞下动车组群跟踪问题.

在过去的十几年中已进行了大量关于动车组控制算法的研究.文献[4]提出了高速列车的鲁棒自适应控制方法,考虑了运行中的外部扰动,实现列车渐近速度跟踪.文献[5]提出了自适应迭代学习控制的列车跟踪控制算法.以上研究成果是基于单质点模型获得的,假设动车组是刚体,忽略了相邻车厢之间的弹性动力学.针对高速动车组的多动力单元结构,文献[6]采用分布式空间模型描述其动力学模型,设计了各动力单元同步跟踪给定速度的集中式预测控制算法.文献[7]中提出了针对列车位置及速度自适应的控制方法,但在动车组加速或制动时其牵引或制动力会发生急剧的变化,加速列车老化,大大降低了乘客的舒适度.

在过去,ATC一直使用固定闭塞方式,固定闭塞将轨道线路分为固定的区间,每个区间内有一辆列车,其缺点是列车运行跟踪间……