基于DMC策略的高速鐵路受電弓系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)研究

收稿日期：2023-07-20

基金項(xiàng)目：2022年高校學(xué)科（專業(yè)）拔尖人才學(xué)術(shù)資助項(xiàng)目（gxbjZD2022150）；2022年安徽省高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（2022AH052447）

作者簡(jiǎn)介：彭駿（1990-），男，安徽合肥人，講師，碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化.E-mail：821057412@qq.com.

*通信作者：歐志新（1982-），男，安徽肥東人，副教授，碩士，研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)技術(shù)、預(yù)測(cè)控制.E-mail：ozxin2008@126.com.

文章編號(hào)：2095-6991（2024）04-0064-06

摘要：高速鐵路受電弓系統(tǒng)要求電力機(jī)車在運(yùn)行時(shí)保證弓網(wǎng)接觸的穩(wěn)定和安全，特點(diǎn)是弓網(wǎng)電流傳輸平穩(wěn)，參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)存儲(chǔ)，弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)誤差小和運(yùn)行曲線調(diào)節(jié)速度快.本文首先分析了高速受電弓系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)計(jì)指標(biāo)和曲線特點(diǎn)，提出弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)的結(jié)構(gòu)；其次，分析了弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)的原理和DMC參數(shù)預(yù)測(cè)模型，建立基于開環(huán)預(yù)估控制算法流程圖.DMC作為一種類聚優(yōu)化曲線的開環(huán)控制，其主要工作原理是運(yùn)用受電弓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的參數(shù)指標(biāo)為參考輸入，以弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)在線檢測(cè)和曲線調(diào)整為主的優(yōu)化策略.通過(guò)算法與系統(tǒng)性能之間的定量關(guān)系，在應(yīng)用中對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于DMC開環(huán)控制方法優(yōu)于GPC閉環(huán)反饋控制效果，且具有最優(yōu)解.

關(guān)鍵詞：受電弓系統(tǒng)；DMC策略；機(jī)械振動(dòng)；實(shí)驗(yàn)傳感電路；GPC模型

中圖分類號(hào)：TM7""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Research on Mechanical Vibration ofHigh-Speed Railway Pantograph System Based on DMC Strategy

PENG Jun， OU Zhi-xin*， DENG Chun-lan

（Department of Urban Rail Transit and Information Engineering， Anhui Communications Vocational amp; Technical College， Hefei 230051， China）

Abstract：Basic characteristics of high-speed railway pantograph system， it is required to ensure the stability and safety of pantograph contact during the operation of electric locomotive， the characteristic is that the current transmission the pantograph is stable， real-time monitoring and storage of parameters， the mechanical vibration error of the pantograph is small and the operation curve adjustment is fast. Firstly， this paper analyzes the design indicators and curve characteristics of the operating parameters of the high-speed pantograph system， proposes the structural characteristics of mechanical vibration of pantograph. Secondly， this paper analyzes the principle of mechanical vibration of the pantograph， as well as the parameter prediction models of DMC， establishes a flowchart based on open-loop predictive control algorithm. DMC （Dynamic Matrix Control） is an open-loop control for clustering optimization curves. The mechanism is to use the dynamic parameters of the pantograph system as the reference input， the main optimization strategy is to detect the mechanical vibration online and adjust the curve. The quantitative relationship between algorithm and system performance guides the debugging of design parameters in application. Finally， through the field instrument detection and analysis of four groups of bow net experiments， theoretical simulation comparison， it is concluded that the DMC open-loop control method is superior to GPC （generalized predictive control） closed-loop feedback control effect has the best solution.

Key words：pantograph system; DMC strategy; mechanical vibration; experimental sensing circuit; GPC model

0" 引言

高速鐵路具有運(yùn)行速度快、線路距離跨度大、受電弓系統(tǒng)機(jī)械波動(dòng)明顯和電流傳輸間斷性誤差增大等特點(diǎn).研究受電弓系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)趨勢(shì)和抑制接觸的方法是保證穩(wěn)定電流安全傳輸?shù)幕A(chǔ)［1］.通常采用受電弓系統(tǒng)建模取值和閉環(huán)參數(shù)修正法對(duì)超調(diào)的誤差和過(guò)大的機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行抑制或在線調(diào)節(jié)，由于列車高速運(yùn)行不能停車檢測(cè)或通過(guò)傳感器裝置將采樣的參數(shù)進(jìn)行波動(dòng)分析，因此其接觸壓力和振動(dòng)頻率是主要的性能指標(biāo).

動(dòng)態(tài)矩陣控制DMC（Dynamic Matrix Control，DMC）是一種未知模型預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)矩陣算法，動(dòng)態(tài)運(yùn)行的弓網(wǎng)關(guān)系模型建立過(guò)程復(fù)雜，參數(shù)多變和結(jié)構(gòu)失配時(shí)更難以建立精確的模型分析其內(nèi)在運(yùn)行機(jī)理.劉志剛等［2］將整體弓網(wǎng)線路分成若干段和時(shí)間區(qū)域，通過(guò)分矩陣方式納入研究采樣的參數(shù)，如弓網(wǎng)振動(dòng)頻率速度和電流誤差，再與下一個(gè)時(shí)間段的弓網(wǎng)運(yùn)行采樣參數(shù)進(jìn)行比較，得出優(yōu)化和調(diào)節(jié)方案.這種方法不用閉環(huán)的形式在數(shù)學(xué)模型中反復(fù)在線修正和反饋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致計(jì)算量大、軟件內(nèi)存緩沖慢和延遲性增加，誤差得不到精確的控制，機(jī)械振動(dòng)等參數(shù)的檢測(cè)和抑制效果滯后.

宋陽(yáng)剛［3］提出一種在線開環(huán)檢測(cè)和調(diào)節(jié)受電弓系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)的方法，能有效對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的誤差和波動(dòng)進(jìn)行矩陣修復(fù)，既可以滿足快速運(yùn)行線網(wǎng)的精度要求，又能夠?qū)崟r(shí)對(duì)弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)加以干預(yù)和調(diào)節(jié)，保證安全的電流傳輸和弓網(wǎng)脫離風(fēng)險(xiǎn).

是開環(huán)控制不需要反復(fù)在線修正，符合高速運(yùn)行受電弓系統(tǒng)的幾何參數(shù)特點(diǎn)［4］.矩陣的含義是尋求在一定時(shí)間段內(nèi)的橫縱坐標(biāo)之間的相似關(guān)聯(lián)屬性，從計(jì)算規(guī)律得出下一段線路或時(shí)間段受電弓系統(tǒng)運(yùn)行的特征，而不需要利用儀器一直記錄和存儲(chǔ)弓網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù).

1" 受電弓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和振動(dòng)機(jī)理

高速運(yùn)行機(jī)車的受電弓系統(tǒng)滿足機(jī)械振動(dòng)和電氣閃絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)，從施工技術(shù)指標(biāo)到裝配參數(shù)調(diào)節(jié)驗(yàn)收環(huán)節(jié)，弓網(wǎng)接觸壓力和電流傳輸?shù)姆€(wěn)定都是重要因素，決定著弓網(wǎng)受流的質(zhì)量.本文采用動(dòng)態(tài)和隨機(jī)產(chǎn)生的變量檢測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)的振動(dòng)情況，并對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生的誤差通過(guò)軟件計(jì)算求出最優(yōu)解［5］.

由于力、位置、速度或加速度等突然變化，引起系統(tǒng)的瞬態(tài)變化過(guò)程稱為振動(dòng).振動(dòng)是一種過(guò)渡現(xiàn)象，屬于非周期運(yùn)動(dòng)范疇.振動(dòng)過(guò)程可能是單次的、多次的或復(fù)合的，但每次持續(xù)時(shí)間比較短暫（突變）.表征受電弓弓頭受到?jīng)_擊的基本物理量有速度、加速度、位移（或變形）和振動(dòng)持續(xù)時(shí)間等.受電弓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和電流傳輸?shù)穆窂饺鐖D1所示.

弓網(wǎng)內(nèi)側(cè)通過(guò)安裝傳感器裝置實(shí)時(shí)采樣接觸壓力、加速度和水平方向的弓網(wǎng)偏移量.將接觸線中的電流傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采樣單元控制器，位于高度電位計(jì)的外邊緣，主要承擔(dān)接觸線的高度穩(wěn)定，防止出現(xiàn)弓網(wǎng)脫離事故.

列車運(yùn)行時(shí)，弓網(wǎng)在硬點(diǎn)部位可能會(huì)出現(xiàn)有別于其它地方的升高或降低，弓網(wǎng)間的接觸壓力、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度會(huì)出現(xiàn)有別于其它地方的變化［6］.速度越高則變化越明顯.硬點(diǎn)對(duì)受電弓弓頭的影響可通過(guò)弓頭的垂直加速度衡量，若出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定或電流信號(hào)達(dá)不到機(jī)車運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，則通過(guò)電源變壓器進(jìn)行電流/電壓切換與適配，滿足恒定的電流大小需求.

圖1中的地電位則要求絕緣體和弓網(wǎng)高壓電流的大小安全系數(shù)達(dá)到設(shè)定的比例，在測(cè)量車和車頂處，安裝自動(dòng)保護(hù)裝置.當(dāng)受電弓的滑板接觸壓力和振動(dòng)范圍超出設(shè)定的限值時(shí)，高度電位計(jì)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并反饋至控制室，進(jìn)行人工調(diào)節(jié)和干預(yù)，防止出現(xiàn)斷線和中斷電流供應(yīng)等故障發(fā)生.

機(jī)車的運(yùn)行速度和振動(dòng)頻率決定受電弓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如軌道側(cè)的位置信號(hào)會(huì)反饋受電弓的偏移，而自動(dòng)調(diào)節(jié)和接觸線之間的偏移量，水平方向限值為受電弓活動(dòng)范圍的中心區(qū)域范圍，而垂直方向則固定接觸壓力消除弓網(wǎng)運(yùn)行的電弧和閃絡(luò)現(xiàn)象.

2" DMC和GPC控制模型與策略比較

DMC控制是一種在線需求模型低、計(jì)算方便和實(shí)時(shí)性好，控制效果良好的控制策略平臺(tái).DMC控制算法是廣泛應(yīng)用在預(yù)測(cè)控制算法中較為常見(jiàn)的具備良好平滑模型和支持向量特征的一種算法體系，具有針對(duì)延遲系統(tǒng)的自調(diào)節(jié)功能，當(dāng)被控對(duì)象需要進(jìn)行計(jì)算和輸出結(jié)果時(shí)，具有明顯的約束和反饋特征.DMC控制具有輸入函數(shù)多采樣多動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，其模型建立具有擾動(dòng)性和對(duì)參數(shù)選擇的依賴性，當(dāng)參數(shù)失調(diào)或數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)變動(dòng)后，DMC控制需要根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)在線自適應(yīng)和調(diào)節(jié)輸入-輸出之間的約束關(guān)系.在線計(jì)算和控制要求都難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo).

帶有振動(dòng)特性的輸入/輸出補(bǔ)償控制算法的電路模型如圖2所示.

圖2中Q（s）表示被控量隨動(dòng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，P（s）表示補(bǔ)償控制器，其作用是使θi→θr，即被控量的跟蹤誤差趨于零［7］，d為各種振動(dòng)綜合，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定.則有：

θr=Q（s）（θc+d）.（1）

現(xiàn)給定一個(gè)已知的控制參考模型Pm（s）和被控量采樣目標(biāo)參數(shù)θr，為計(jì)算補(bǔ)償振動(dòng)對(duì)輸入和電路模型的影響，先定義一個(gè)等效的振動(dòng)量d∧，使電路模型可由下式代替：θr=Pm（s）（θc+d∧），可以選?。害萩=θi+d∧，使θr=Pm（s）θi成立.

由于未知的振動(dòng)d有較高的誤差增益或變量，Pm（s）僅是一個(gè)參考模型，因此通常應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償Q（s），即：

θc=θi-Q（s）d∧.（2）

由（1）、（2）式可得：

θr={［P（s）Pm（s）］θc}/

{［1-Q（s）］Pm（s）+P（s）Q（s）}+

［P（s）［1-Q（s）］Pm（s）］d/

{［1-Q（s）］Pm（s）+P（s）Q（s）}.

所以，由θi→θr和由d→θr的閉環(huán)傳遞函數(shù)可得：

Gc（s）=Gm（s）Pm（s），

Gdc（s）=［1-Q（s）］Gm（s）Pm（s），

其中Gm（s）=

P（s）/{［1-Q（s）］Pm（s）+P（s）Q（s）}.（3）

在振動(dòng)補(bǔ)償?shù)那闆r下，圖2可以等效為圖3.

由上式可知，如果取Q（s）→1，則Gm（s）→1，存在Gc（s）→Pm（s）和Gdc（s）→0.根據(jù)補(bǔ)償振動(dòng)方法，在被控對(duì)象上采用振動(dòng)評(píng)估措施，即：

d∧=P-1m（s）θr-θc.（4）

通過(guò)式（4）對(duì)信息不完整或結(jié)構(gòu)多變模型的被控對(duì)象進(jìn)行伺服控制和未知振動(dòng)補(bǔ)償d∧，減小跟蹤誤差基礎(chǔ)實(shí)行同步預(yù)測(cè)控制.能有效平衡被控系統(tǒng)的誤差和振動(dòng)，明顯減小各種控制模型的同步誤差，保證控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，提高被控對(duì)象的運(yùn)行性能.

廣義預(yù)測(cè)控制GPC（Generalized Predictive Control， GPC）對(duì)工業(yè)過(guò)程有良好的適應(yīng)性，GPC廣義預(yù)測(cè)控制算法的特點(diǎn)是系統(tǒng)性能之間與算法設(shè)計(jì)參數(shù)的定量匹配關(guān)系.為了更好與現(xiàn)場(chǎng)工程參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，采用基于定量分析理論進(jìn)行分析，即廣義預(yù)測(cè)控制在弓網(wǎng)運(yùn)行的每一時(shí)刻開環(huán)優(yōu)化通常采用有限時(shí)域，而不是閉環(huán)控制的無(wú)限時(shí)域進(jìn)行求解.

GPC預(yù)測(cè)算法主要研究對(duì)象是動(dòng)態(tài)難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)輸出結(jié)構(gòu)對(duì)輸入?yún)?shù)的控制策略［8］，本質(zhì)上屬于傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制范疇，為了解決算法與模型之間的匹配關(guān)系，如存在信息輸出不對(duì)稱、輸出結(jié)果失真、外部干擾/機(jī)械振動(dòng)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)定的影響而出現(xiàn)變化等情形.

3" 實(shí)驗(yàn)儀器檢測(cè)與理論仿真結(jié)果比較

3.1" 弓網(wǎng)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)儀器的檢測(cè)方法包括機(jī)械振動(dòng)頻譜分析、頻率檢測(cè)參數(shù)、傳感器動(dòng)態(tài)采樣與視頻曲線匹配計(jì)算，主要檢測(cè)方案是通過(guò)設(shè)計(jì)的施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，按照裝配流程依次比較獲取的采樣參數(shù)，通過(guò)軟件平臺(tái)綜合比較，得出受電弓系統(tǒng)振動(dòng)產(chǎn)生的誤差和消除波動(dòng)的控制策略［9］.調(diào)節(jié)比例關(guān)系的設(shè)定值，按照標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)段和時(shí)間分割點(diǎn)依次對(duì)動(dòng)態(tài)運(yùn)行的曲線進(jìn)行分布檢驗(yàn)和靜態(tài)參數(shù)比較.

實(shí)驗(yàn)室儀器在線測(cè)量弓網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)的流程如圖4所示.由圖4可知，后期的驗(yàn)收曲線和參數(shù)設(shè)置完全按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的參考進(jìn)行優(yōu)化和控制調(diào)節(jié).

GPC模型策略屬于一種主動(dòng)反饋控制過(guò)程.其優(yōu)點(diǎn)是精確度較高和抑制弓網(wǎng)誤差超量容易；缺點(diǎn)是軟件計(jì)算量偏大、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)占用空間、反復(fù)離線于動(dòng)態(tài)在線比較與修正、容易出現(xiàn)迭機(jī)、曲線或數(shù)據(jù)延遲反饋至監(jiān)控屏等情形.

DMC策略屬于開環(huán)預(yù)估，不存在反復(fù)在線修正誤差或振動(dòng)等，按照陣列參數(shù)的計(jì)算特點(diǎn)，明確結(jié)果和算法之間的定量關(guān)系，無(wú)需知道具體的數(shù)學(xué)模型和變化的結(jié)構(gòu)參數(shù)，也可以根據(jù)受電弓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行的曲線特征，自主完成參數(shù)修訂和振動(dòng)誤差的調(diào)節(jié).如實(shí)驗(yàn)圖5-8所示，現(xiàn)場(chǎng)四組實(shí)驗(yàn)采用多傳感器和測(cè)量?jī)x器對(duì)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程，其中計(jì)算部分全部由DMC和GPC策略完成預(yù)估，出現(xiàn)振動(dòng)峰值的曲線會(huì)自主調(diào)節(jié)至設(shè)定的范圍，保持輸出結(jié)果的穩(wěn)定和系統(tǒng)的魯棒性.

以若干區(qū)段為研究對(duì)象，主要幾何參數(shù)包括弓網(wǎng)接觸壓力、偏移量、機(jī)械振動(dòng)頻率和電弧閃絡(luò)等［11］.彈性不均勻度與接觸線截面、接觸線抗拉應(yīng)力、接觸網(wǎng)跨距、結(jié)構(gòu)高度、弛度及有無(wú)彈性吊索有關(guān)，與接觸網(wǎng)的施工精度有關(guān).接觸懸掛在硬點(diǎn)處的彈性出現(xiàn)極小值，硬點(diǎn)是接觸網(wǎng)的固有特征，也是造成弓網(wǎng)振動(dòng)的主要原因.

3.2" 傳感器采樣DMC弓網(wǎng)振動(dòng)模型與理論仿真

本文重點(diǎn)研究弓網(wǎng)振動(dòng)電路的動(dòng)態(tài)曲線參數(shù)關(guān)系，在減小受電弓系統(tǒng)振動(dòng)跟蹤誤差的基礎(chǔ)上，運(yùn)用DMC策略實(shí)現(xiàn)其高精度的振動(dòng)抑制，提高弓網(wǎng)振動(dòng)中協(xié)同補(bǔ)償和電流傳輸穩(wěn)定，更精準(zhǔn)地選擇補(bǔ)償對(duì)象，切除冗余的超量，弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)控制結(jié)構(gòu)如圖5所示.

Gi（s）=Pi（s）/{［1-Qi（s）］Pm（s）+Qi（s）Pi（s）}，i=1，2，…

其中，P1（s）=Ps（s）=P2（s），并給定相同的Pm（s）模型.由圖3結(jié)構(gòu)可知：

θc1=P（s）e1+λ1Ps（s）es，

θc2=P（s）e2+λ2Ps（s）es，

e1=θi-θr1;e2=θi-θr2.（5）

由式（3）、（4）和（5）可得弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)的同步誤差為［11］：

es=θc2-θc1=

Gi（s）θi+Gm1（s）d1+Gm2（s）d2.（6）

其中，Gi=Pm/Q（s）［P（G2-G1）］;

Gi1=-Pm/Q（s）［（1+PmG2）（1-Q1）］G1，

Gi2=-Pm/Q（s）［（1+PmG1）（1-Q2）］G2.（7）

通過(guò)分析上式可知，在理想情況下，如果選取Q1（s）→1和Q2（s）→1，則可以得到：①Gi（s）=Gm1（s）=Gm2（s）→0，即在規(guī)定誤差范圍內(nèi)，Q1（s）和Q2（s）都可以趨近于1，弓網(wǎng)振動(dòng)的同步誤差將趨于零，即可實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償之間的同步；②當(dāng)Q1（s）和Q2（s）不是單位傳遞函數(shù)時(shí)，Gi（s）不為零，這種情況下可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)拈_環(huán)控制Ps（s）、λ1和λ2來(lái)滿足Q（s）的誤差特性，進(jìn)而提高抑制振動(dòng)的功能.對(duì)3組振動(dòng)控制算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖6所示.

從圖6可以看出，誤差均值越大的傳感器采樣數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的算法越精確，權(quán)值選擇越小越好.受電弓系統(tǒng)接觸力和機(jī)械振動(dòng)等參數(shù)的采樣和檢測(cè)，需要通過(guò)多傳感器實(shí)時(shí)儲(chǔ)存和處理，信息容量和處理速度等能力決定控制策略的精確度和信息決策與調(diào)度.隨著受電弓系統(tǒng)每個(gè)檢測(cè)區(qū)段次數(shù)增大，最后接近真值，即誤差均值越小越精確.采樣3組振動(dòng)誤差均值傳感曲線如圖7所示.

圖7" 采樣3組振動(dòng)誤差均值精確的傳感曲線

從圖7可以看出，在動(dòng)態(tài)傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的過(guò)程中，受電弓系統(tǒng)的參數(shù)采樣過(guò)程充滿隨機(jī)性，如果建立正確的數(shù)學(xué)模型，必須固定一定的結(jié)構(gòu)和區(qū)間參數(shù)范圍，根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)觀測(cè)弓網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)械特征和波動(dòng)，預(yù)估計(jì)算出最小弓網(wǎng)接觸均方誤差的最小量，該方法是基于開環(huán)式的控制策略，不需要反復(fù)在線修正和計(jì)算，就可以增大系統(tǒng)的延遲滯后和運(yùn)行精度.

通過(guò)文中DMC模型算法對(duì)3組傳感器檢測(cè)參數(shù)做預(yù)估計(jì)算，得到融合后的曲線，并與直接對(duì)3個(gè)傳感器平均值曲線進(jìn)行比較，結(jié)果如圖8所示，得到3組算法分布曲線.

從圖8可以看出，DMC和GPC廣義預(yù)測(cè)算法均能對(duì)機(jī)械振動(dòng)頻率和波動(dòng)范圍有效控制，并一直保持良好的動(dòng)態(tài)運(yùn)行權(quán)值范圍.且DMC振動(dòng)頻率和幅度偏小，控制效果良好.

4" 結(jié)語(yǔ)

本文研究了高速運(yùn)行的受電弓系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)特性，了解動(dòng)態(tài)幾何參數(shù)對(duì)弓網(wǎng)安全和穩(wěn)定性的影響，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)完成弓網(wǎng)機(jī)械振動(dòng)測(cè)試，從圖中獲取傳感器采樣參數(shù)的特性，分析受電弓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與電流傳輸原理，具有開環(huán)控制和自主修正參數(shù)誤差的功能.提出的DMC基于動(dòng)態(tài)矩陣的模型控制策略，只需要知道受電弓系統(tǒng)運(yùn)行的功能為研究對(duì)象，以單位區(qū)間為參考模型，不需要反饋進(jìn)行在線修正和計(jì)算獲取的參數(shù)，減小了計(jì)算量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，在高速運(yùn)行的受電弓系統(tǒng)中具有低延遲、誤差調(diào)節(jié)時(shí)間響應(yīng)快、機(jī)械振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)快和傳感融合參數(shù)精度高等優(yōu)點(diǎn)，特別是在被控對(duì)象因結(jié)構(gòu)變化難以建立有效的檢測(cè)等場(chǎng)景.

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