راهبری خودکار قطار به کمک کنترل مد لغزشی مبتنی بر فیلتر کالمن توسعه یافته

سیستم های حمل ونقل ریلی از مهمترین ابزارهای ارتباطی بین شهری در هر کشوری محسوب می شوند. با پیشرفتقابل توجه در این حوزه به خصوص توسعه قطارهای پرسرعت، لزوم کنترل صحیح آنها به منظور دستیابی به یک سیستمراهبری خودکار امری ضروری به نظر می رسد. در این مقاله، از استراتژی کنترل مد لغزشی در ترکیب با فیلتر کالمنتوسعه یافته برای هدایت صحیح قطار بر اساس ورودی های مرجع سرعت و با وجود نویز در داده های اندازه گیری، استفادهمی شود. به منظور فرمول بندی مسیله کنترلی، نخست مدل فضای حالت غیرخطی قطار در دو فاز شتابگیری/خلاصی وترمزگیری بیان میشود. در فاز شتابگیری/خلاصی، نیروی ترکشن قطار توسط سیستم کنترلی و در فاز ترمزگیری نیزنیروی ترمزگیری تولید میشوند. بر مبنای مدل غیرخطی قطار، ابتدا سطوح لغزش برحسب خطای ردیابی سرعت تعریفمیشوند و سپس، قوانین کنترلی به کمک تیوری لیاپانوف و شرط دسترسی برای تضمین همگرایی حالت ها به سمت سطحلغزش و باقی ماندن بر روی آن، استخراج می شوند. تحلیل قوام با در نظر گرفتن ترم عدم قطعیت در مدل دینامیکی قطارانجام می شود و ارتباط بهره های مد لغزشی با کران بالای عدم قطعیت تعیین می شود. سپس، فیلتر کالمن توسعه یافته برایتخمین لحظه ای حالت های قطار در حضور نویزهای پروسه و اندازه گیری، به شیوه ای تحلیلی فرموله می شود. فیلتر کالمندر هرلحظه بر اساس مشاهدات آلوده به نویز، تخمین صحیحی از سرعت قطار انجام می دهد. عملکرد الگوریتم پیشنهادی ازدیدگاه هایی چون سرعت حالت گذرا، دقت حالت دایم، مواجهه با عدم قطعیت، مقابله با چترینگ و تخمین صحیح حالت هادر حضور نویز ارزیابی می شود.

Keywords:

راهبری خودکار قطار , کنترل مد لغزشی , فیلتر کالمن توسعه یافته , عدم قطعیت