基于状态估计的高速受电弓鲁棒预测控制

• 作者: 张静 宋宝林 谢松霖 张翰涛 刘志刚
• 来源期刊: 电工技术学报
• 关键词: 高速受电弓 量测数据丢失 状态估计 鲁棒预测控制
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 电气化交通
• 页码范围: 1075-1083
• 页数: 9页
• 分类号: TM571
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200047

摘要

受电弓-接触网系统在高速列车获取电能的过程中起着至关重要的作用,受电弓与接触网之间连续、平稳的接触状态是保证高速列车高质量获取电能的关键因素.随着列车运行速度提高,弓网之间的振动更加剧烈,受流质量变差.为减小弓网振动,提高受流质量,提出一种基于状态估计的受电弓鲁棒预测控制策略.首先,为获得复杂电磁环境下的受电弓状态,给出一种基于鲁棒卡尔曼滤波器的受电弓状态估计方法;然后,将接触力跟踪误差的积分增广至受电弓-接触网系统状态空间方程中,并在考虑控制变量和输出变量约束的基础上,设计鲁棒预测控制器;最后在非线性受电弓-接触网模型中,验证控制器在不同工况下的有效性和鲁棒性.仿真结果表明,所提的状态估计方法能精确获得受电弓状态,控制器能在受电弓参数摄动的情况下,减小受电弓-接触网接触力的标准差,提高高速列车受电弓-接触网受流质量.