[发明专利]一种动车组运行过程T-S模糊建模和模糊追踪控制方法

权利要求书

1.一种动车组运行过程T-S模糊建模和模糊追踪控制方法，其特征在于：所述方法根据采集的高速列车运行过程数据，利用数据驱动建模方法，建立动车组运行过程T-S模糊模型，采用FCM聚类确定模糊模型规则数和前件参数，并采用最小二乘法确定模糊模型后件参数；提出基于T-S模型的动车组运行速度跟踪控制方法，实现列车安全、高效、正点运行。

2.根据权利要求1所述的一种动车组运行过程T-S模糊建模和模糊追踪控制方法，其特征在于：所述建立动车组运行过程T-S模型方法为：以动车组运行过程受力情况的数学方程描述为基础，确定子模型的线性结构，据此设计动车组运行过程T-S模型框架为：

Rⁱ:if x₁(t)is M_i

y(t)＝C_ix₁(t)+υ(t)for i＝1,2......L

所以此非线性系统可以当作一个单输入单输出系统，M_i是由速度值构成的一个模糊集合，并且这个模糊集合由高斯型隶属函数表示，x₁(t)∈R^1×1即状态变量在动车组这个非线性系统中即为速度v(t)，u(t)∈R^1×1即为动车组控制力，ψ(t)∈R^1×1即为作用于列车的随机噪声，υ(t)∈R^1×1为可测量干扰，A_i∈R^1×1，B_i∈R^1×1，C_i∈R^1×1，利用单点模糊化，乘积推理，中心加权反模糊化的方法可以得到全局模糊系统模型：

其中M_i(x₁(t))表示x₁(t)属于模糊集合M_i的隶属度。

3.根据权利要求1所述的一种动车组运行过程T-S模糊建模和模糊追踪控制方法，其特征在于：所述基于T-S模糊模型的追踪控制方法为：

根据参考模型设计性能指标函数，其中参考模型如下所示：

此时x_r(t)为参考状态、A_r为特定渐近稳定矩阵、r(t)有界参考输入，对于所有t≥0,x_r(t)表示x(t)的跟踪轨迹，考虑与跟踪误差x(t)-x_r(t)相关的H_∞跟踪性能指标，并且通过如下参考文献所提供的方法求出下式:

通过最小化性能指标，计算获得控制量u，实现对高速列车运行过程速度高精度跟踪控制。

4.根据权利要求1所述的一种动车组运行过程T-S模糊建模和模糊追踪控制方法，其特征在于：所述基于T-S模糊模型的动车组运行速度跟踪控制方法在整个控制过程将预测输出速度y与目标函数给出的期望输出速度y_r之间的误差反馈给模糊控制器，经过具体计算获得并输出控制量u，从而实现列车速度跟踪。