《基於切換LPV理論的高速動車電機魯棒控制研究》是依託西南交通大學，由王濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於切換LPV理論的高速動車電機魯棒控制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王濤
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軌道交通裝備製造業是國家重點扶持的戰略性行業，軌道交通的高速發展對其最核心的牽引傳動控制技術，提出了更高的要求。動車組電機在牽引運行中，轉速大範圍變化，存在時變非線性和切換特性。本項目研究基於切換LPV理論的高速動車電機魯棒控制。考慮參數分段及參數變化率，通過探明參數變化與系統性能間的關係，提出採用強跟蹤延遲濾波和多模型估計方法辨識參數變化值；利用辨識後的參數值構造動車電機線性變參數模型，設計出切換線性變參數控制器；同時，在電機發生故障時，建立線性變參數故障模型，採用主動容錯控制技術，維持系統的安全運轉；最後，最佳化逆變器的脈寬調製算法。為最終實現動車組牽引傳動系統的高性能和高精度運行，提供理論技術支持。本項目對我國高鐵牽引傳動控制自主創新有著重要理論意義和工程套用價值。
結題摘要
針對目前牽引電機控制系統存在的時變非線性，擴展切換系統的研究領域，結合切換系統和LPV系統，研究切換LPV系統；在此基礎上，針對動車牽引這一類典型的切換系統，建立動車牽引電機的切換LPV模型；將切換LPV系統理論套用於動車牽引系統，並初步完成該系統的切換LPV控制及LPV容錯控制，以克服牽引系統參數大範圍變化和負載轉矩突變時性能下降等問題。主要內容及取得的相關成果：1.切換LPV系統穩定性分析與控制研究。（1）基於耗散和駐留時間的離散切換系統及其H_∞耗散控制策略的研究。 （2）線性系統在控制器失效及其在失效情況下的冗餘度控制策略研究。 （3）切換大系統及其可達集問題的研究。重點計算出可達集的範圍，判斷系統安全性。2.動車電機滑模磁鏈觀測器設計。針對傳統轉子磁鏈觀測器模型對定子電阻、轉子電阻變化敏感的問題，設計了一種基於滑模理論的新的轉子磁鏈觀測器，通過與傳統觀測模型的對比，驗證了這種四階閉環觀測器的良好性能。3.動車電機的切換LPV系統建模與控制研究。研究動車電機系統不確定性和干擾對電機數學模型的影響，綜合考慮多個時變參數問題，並已建立動車牽引感應電機切換LPV模型，客觀的反映電機運行時的非線性特性。根據變數的耦合強弱關係，可將電機控制系統分為多個切換子系統。設計基於MADT的切換律構成電機LPV切換系統，滿足系統的動態性能。4.動車並聯電機協同控制系統研究。採用切換控制來使系統軌跡趨近滑行面，定義一個連續的動態過程向流形趨近，進行穩定性分析，和魯棒控制，運用協同控制的綜合方法，根據動車實際情況，設計加權流形，得到電流控制量的直接數值解。5.Boost LPV切換系統建模下的控制及其在光伏發電三連線埠網路中的套用。從系統狀態方程可以看出，此系統是一個切換LPV系統，可以用輸出反饋來設計電路的控制策略。用於調節開關頻率，降低開關損耗，並保持系統的穩壓性能。項目開展並進行了動車組高性能、高精度的牽引傳動控制，為鐵路提速和高速鐵路建設提供必要的理論技術支持。
