基于高增益观测器的终端滑模多质点列车跟踪控制

摘要

针对具有模型非线性和速度信号不可测的高速列车多质点运动模型，设计了基于高增益观测器的终端滑模多质点列车多入多出的输出反馈跟踪控制器。首先，针对由传感器故障引起的速度不可测问题，采用高增益观测器设计多质点列车模型状态观测器，观测高速列车的运行状态。其次，针对多质点列车的非线性模型，给出包含状态观测器的跟踪误差非奇异快速终端滑模面，设计基于状态观测的终端滑模多质点列车输出反馈跟踪控制器。最后，构造包含观测误差和跟踪误差的Lyapunov备选函数，当干扰上界已知时根据Lyapunov理论证明了系统的闭环稳定性，并由计算机仿真验证所设计状态观测器和跟踪控制器的有效性。

关键词

列车跟踪控制 / 非奇异终端滑模 / 高增益观测器 / 非线性控制