高速列车纵向动力学模型时变参数在线辨识方法

摘要：

针对高速列车纵向动力学特性,分析了牵引力、制动力、阻力与速度和加速度的关系;考虑了天气和线路对高速列车运行状态造成的随机干扰,以及机械磨损和运行环境对列车模型结构参数造成的随机影响,建立了噪声干扰下的高速列车纵向动力学参数化状态空间模型,利用期望极大化准则,计算了列车模型参数的条件数学期望,并结合粒子滤波理论估计了参数粒子下的列车状态;基于贝叶斯后验概率理论,建立了高速列车非线性动力学模型的时变参数辨识方法,估计了列车的实时状态,并在噪声与参数分布均属于高斯分布、噪声属于高斯分布与参数属于指数分布、噪声属于伽玛分布与参数属于高斯分布的3种工况下,进行了蒙特卡洛仿真试验.仿真结果表明:在3种工况下,高速列车位移和速度的估计值与真实值的相对误差小于5％,列车模型参数估计值与真实值的相对误差小于10％,满足实际系统需求,因此,在高斯或伽玛噪声的干扰下,针对给定概率分布的时变参数,本方法均能实现系统状态的估计和模型参数的辨识.

关键词：高速列车、非线性动力学模型、随机干扰、状态估计、参数辨识

所属期刊栏目：17

分类号：U270.11(车辆工程)

资助基金：国家自然科学基金项目U1534208,U1334211;陕西省青年科技新星计划项目2016KJXX-79;陕西省科技统筹创新工程计划项目2015KTZDGY01-04

在线出版日期：2017-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：71-81