基于控制器匹配的高速列车广义预测控制方法

摘要

针对普通广义预测控制器在列车控制过程中不能修改控制器参数,以至列车运行中遇到未知干扰时影响控制精度和稳定性.本文采用基于控制器匹配的广义预测控制调优方法,以达到经过调优的GPC与H∞ 输出反馈控制器(最优控制器)具有相同的控制效果,并获取GPC调优参数,实现高速列车速度跟踪运行过程的自动控制.该控制器通过最优控制器控制律的函数获得GPC增益,使GPC与最优控制器匹配;在获得GPC增益的基础上,将目标函数转化为凸优化问题,求得GPC的调优参数;GPC自适应建模参数与H∞ 控制器模型匹配,避免模型参数失配,保证控制器模型的稳定性.仿真实验结果表明GPC和H∞ 控制器能够较好地匹配,且基于控制器匹配的高速列车广义预测控制系统具有较好的速度和位移跟踪性能.