计及2个单元动力完全缺失的动车组镇定控制

摘要

在动车组动力单元执行机构或信息网络故障导致2个动力单元动力完全缺失的情况下，应用受控拉格朗日函数法实现此系统的速度镇定控制与位移镇定控制。首先，建立动车组的多质点非线性动力学模型，并利用期望的受控能量构造受控拉格朗日方程；其次，由于忽略陀螺力项，明确并简化了受控方程与原始方程的匹配条件；然后，通过求解其中的偏微分方程，确定了实现速度稳定的期望位移条件，并得到了光滑的反馈控制器；接着，选取受控能量作为Lyapunov函数，并利用LaSalle不变定理证明其渐近稳定性；最后，以CRH3型动车组为研究对象进行仿真实证，验证了该控制器的可行性和有效性。该控制器确保了动车组在发生故障后能够安全地减速，并在低速状态下平稳运行，直至最终精确停靠在目的地。

关键词

非线性控制 / 单元动力完全缺失 / 受控拉格朗日函数法 / 欠驱动系统

基金资助

国家自然科学基金(52162050,61164010)