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专利号: 2016104966123
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于状态反馈精确线性化的受电弓主动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)构建三元弓网耦合动力学模型;

(2)状态反馈线性化;

(3)求线性方程,得到传递函数;

(4)零极点配置;

所述步骤(1)中,对三元弓网耦合动力学模型进行受力分析,得弓网简化耦合动力学方程为:取状态向量:

输入变量:u(t)=F;

则,弓网耦合非线性控制系统状态方程如下:其中,

C=[k(t) 0 0 0 0 0],由w来模拟动车对受电弓的激扰,为白噪声处理;

令输出变量:y=h(x)=k(t)x1;

由此得到弓网接触力仿射非线性控制系统状态方程如下:式中,

2.根据权利要求1所述的一种基于状态反馈精确线性化的受电弓主动控制方法,其特征在于,所述步骤(2)中,对式(3)给定的系统求得以下Lie导数,得其中,

由式(4)~(12)的Lie导数求解可知,该仿射非线性控制系统的相对阶为4,其解耦矩阵A(x)定义为并且,解耦矩阵(13)在x=x0处非奇异。

3.根据权利要求2所述的一种基于状态反馈精确线性化的受电弓主动控制方法,其特征在于,所述步骤(3)中,对于相对阶系统,输出y的r阶导数可以表示为:GLC控制律表示为:

其中,{βk}为控制器整定参数;联立式(14)和式(15)并化简,得对比式(16)和式(17)可知,上述GLC控制律对应式(18)所示的线性输入-输出映射:因此,通过式(19)所示的PI控制器来逼近输入-输出线性化系统,即从而得到如下闭环传递函数

4.根据权利要求3所述的一种基于状态反馈精确线性化的受电弓主动控制方法,其特征在于,所述步骤(4)中,式(20)中的控制器参数{βk}、Kp和Ki需要整定以获得期望的闭环极点配置。