[发明专利]一种磁浮列车轨道不平顺的抑制方法及系统

权利要求书

1.一种磁浮列车轨道不平顺的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，利用线性系统理论建立系统标称模型，设计基于标称模型的标称控制器；所述标称控制器利用参考输入与系统输出的差值作为输入；所述标称控制器的空间表达形式为：

其中，x_c(k+1)为k+1时刻标称控制器状态，x_c(k)为k时刻标称控制器状态，e(k)为系统误差，u_c(k)为标称控制器输出，A_c、B_c、C_c和D_c为标称控制器参数；

S200，构建基于观测器的残差生成器，系统正常运行时，残差生成器的输出残差值为零，当出现轨道不平顺时，残差值受此影响偏离零，残差信号中包含了轨道不平顺信息；

S300，残差信号产生的残差传递给补偿控制器；

S400，利用梯度下降法在线迭代更新补偿控制器参数的数值，用于实现使补偿控制器抑制轨道不平顺的目标；所述步骤S400具体为：

S401，补偿控制器根据残差生成补偿控制量；

S402，标称控制器输出的控制量与补偿器生成的补偿控制量共同作为系统输入作用于被控对象上；

S403，利用梯度下降法在线迭代更新补偿控制器参数的数值，进而调整作用于被控对象上的系统输入，用于实现使补偿控制器抑制轨道不平顺的目标。

2.根据权利要求1所述的磁浮列车轨道不平顺的抑制方法，其特征在于，残差控制器的输入为作用于被控对象上的输入与系统输出之和。

3.根据权利要求2所述的磁浮列车轨道不平顺的抑制方法，其特征在于，所述被控对象的空间表达形式为：

其中，k表示离散时刻，x(k+1)为k+1时刻系统状态，x(k)为k时刻系统状态，u(k)为系统输入，y(k)为系统输出，A、B、C和D为系统参数；

所述残差生成器的表达形式为：

其中，x_o(k+1)为k+1时刻残差生成器状态，x_o(k)为k时刻残差生成器状态，y(k)为系统输出，y_o(k)为残差生成器观测值，r(k)为残差生成器输出，u(k)为系统输入，A_o、B_o、C_o、D_o和L_o为残差生成器参数。

4.根据权利要求3所述的磁浮列车轨道不平顺的抑制方法，其特征在于，所述补偿控制器的离散形式为：

其中，x_q(k+1)为k+1时刻补偿控制器状态，x_q(k)为k时刻补偿控制器状态，u_q(k)为补偿控制器输出，r(k)为补偿控制器输入，A_q、B_q、C_q和D_q均为补偿控制器参数。

5.根据权利要求4所述的磁浮列车轨道不平顺的抑制方法，其特征在于，

通过如下公式在线迭代更新补偿控制器参数A_q和B_q的参数分量θ_AB,q：

其中，i为迭代次数，λ为迭代步长，k₀是窗口初始值，N是窗口宽度，T为矩阵转置运算符，e(k)为系统误差，u(k)为系统输入控制量，W_e(k)是与参数无关的关于误差e(k)的权重值，W_u(k)是与参数无关的关于控制量u(k)的权重值，为u(k)对θ_AB,q(k)的偏导数，为e(k)对θ_AB,q(k)的偏导数，θ_AB,q(i+1)为k+1时刻参数，θ_AB,q(i)为k时刻参数。