基于状态估计的高速受电弓鲁棒预测控制

作     者：张静 宋宝林 谢松霖 张翰涛 刘志刚 Zhang Jing;Song Baolin;Xie Songlin;Zhang Hantao;Liu Zhigang

作者机构：西南交通大学机械工程学院成都611756 西南交通大学电气工程学院成都611756 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1734202 51405401) 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2021年第36卷第5期

页      码：1075-1083页

摘      要：受电弓-接触网系统在高速列车获取电能的过程中起着至关重要的作用,受电弓与接触网之间连续、平稳的接触状态是保证高速列车高质量获取电能的关键因素。随着列车运行速度提高,弓网之间的振动更加剧烈,受流质量变差。为减小弓网振动,提高受流质量,提出一种基于状态估计的受电弓鲁棒预测控制策略。首先,为获得复杂电磁环境下的受电弓状态,给出一种基于鲁棒卡尔曼滤波器的受电弓状态估计方法;然后,将接触力跟踪误差的积分增广至受电弓-接触网系统状态空间方程中,并在考虑控制变量和输出变量约束的基础上,设计鲁棒预测控制器;最后在非线性受电弓-接触网模型中,验证控制器在不同工况下的有效性和鲁棒性。仿真结果表明,所提的状态估计方法能精确获得受电弓状态,控制器能在受电弓参数摄动的情况下,减小受电弓-接触网接触力的标准差,提高高速列车受电弓-接触网受流质量。

主 题 词：高速受电弓 量测数据丢失 状态估计 鲁棒预测控制 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200047

馆 藏 号：203102468...