[发明专利]一种基于EMPC的高速铁路受电弓的主动控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于EMPC的高速铁路受电弓的主动控制方法及系统，该方法首先获取受电弓运行数据，然后依据运行数据从弓网接触力‑气囊压强曲线一一映射表中选取对应的中选取相应的弓网接触力‑气囊压强曲线，获得受电弓开关阀控制变量值；根据实时采集的受电弓气囊压强反馈信号和受电弓开关阀控制变量值，采用EMPC控制策略实现受电弓的主动控制；该方法能够使得弓网之间获得合适的动态接触力，保证高速列车的良好受流。采用了EMPC原理实现了快速精准的改变气囊的压强，从而改变受电弓的抬压力，克服了服现有液压驱动和气缸调节操作过程复杂需额外添加执行机构等缺陷，实现了操作简便、成本更低的精准控制。

主权项

1.一种基于EMPC的高速铁路受电弓的主动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用MVB网络采集受电弓历史运行状态数据；所述受电弓历史运行状态数据包括受电弓控制系统状态、受电弓气囊压强、列车运行速度，受电弓位置，受电弓型号，弓网动态接触力以及受电弓上的电压；步骤2：按照历史运行状态中受电弓控制系统状态对受电弓历史运行状态数据进行分类；所述受电弓控制系统状态包括稳压、过压和欠压；步骤3：分别对各类受电弓历史运行数据中的弓网动态接触力和气囊压强进行曲线拟合，获取多组弓网接触力‑气囊压强标准曲线；选用相同型号的受电弓在相同列车运行速度，且受电弓控制系统状态相同时采集的数据进行曲线拟合；步骤4：获取受电弓的气囊标准压强；实时采集受电弓的气囊压强、弓网动态接触力、受电弓型号、受电弓位置、受电弓控制系统状态和列车速度，从受电弓型号、受电弓控制系统状态和列车速度与弓网接触力‑气囊压强标准曲线一一映射表中查找与当前受电弓型号、受电弓控制系统状态和列车速度对应的受电弓弓网接触力‑气囊压强标准曲线，获取与当前弓网动态接触力相匹配的受电弓的气囊标准压强以及未来时间段t—t+N的气囊标准压强；若当前实时采集的受电弓的气囊压强与获取的受电弓的气囊标准压强不相等，则以标准曲线上未来时间段t—t+N的气囊标准压强为受电弓的气囊在未来时间段t—t+N的目标压强，进入步骤5；若相等，则继续重复步骤4；步骤5：以受电弓的控制系统各状态所在线性化分区范围最小为目标，构建受电弓的气囊压强的控制目标函数，使得受电弓的气囊压强在t+N时刻达到目标值；步骤6：以当前受电弓的实时气囊压强、列车速度以及受电弓位置数据作为输入，采用EMPC原理，对步骤5所述的控制目标函数进行求解，获得受电弓控制器在未来时间段t—t+N中输出的开关阀信号，对受电弓进行主动控制。