1.一种多列车协同追踪运行的控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1、按照列车运行方向,对追踪运行的多列车从前至后依次进行纵向运动受力分析,建立多列车的纵向运动动力方程组;
S2、根据前后两车之间的位移误差和速度误差,建立多列车的纵向运动误差动力方程组;
S3、设计基本阻力和附加阻力下多列车协同追踪运行的H∞驾驶策略;
S4、建立多列车协同追踪运行的H∞性能指标函数;
S5、构造李雅普诺夫函数;证明所述H∞驾驶策略下所述多列车能够协同追踪运行。
2.根据权利要求1所述的多列车协同追踪运行的控制方法,其特征在于,所述步骤S1中的多列车纵向运动动力方程组为:其中,t代表多列车的运行时刻;i代表列车运行方向上第i辆列车,i=1,…,n,n代表列车总数;si(t)和vi(t)分别代表列车运行方向上第i辆列车的实际位移和实际速度;ui(t)代表列车运行方向上第i辆列车的控制输入,即牵引力或制动力;coi、cvi和cai代表列车运行方向上第i辆列车的戴维斯系数,且为正数;戴维斯系数组成的函数表达式代表列车运行方向上第i辆列车运行过程中受到的基本运行阻力; 代表列车运行方向上第i辆列车的实际加速度;di(t)代表列车运行方向上第i辆列车运行过程中受到的额外附加阻力。
3.根据权利要求1所述的多列车协同追踪运行的控制方法,其特征在于,所述步骤S2包括如下步骤:
S2.1、设定多列车运行方向上头车的期望位移跟踪曲线为xd(t),且其一阶导数 和二阶导数 均存在;
S2.2、构造多列车运行方向上头车的位移跟踪误差e1(t)和速度跟踪误差S2.3、构造多列车运行方向上第i(i>1)辆列车的位移跟踪误差ei(t)和速度跟踪误差其中,Δi‑1,i代表多列车运行方向上前后两车的期望运行间距,即多列车运行方向上第i‑1辆车和第i辆车的期望运行间距,且Δi‑1,i>0;
S2.4、定义新变量 结合多列车纵向运动动力方程组和步骤S2.2、S2.3,整理得多列车的纵向运动误差动力方程组:其中, θi=[coi cvi cai], i=1,…,n。
4.根据权利要求1所述的多列车协同追踪运行的控制方法,其特征在于,所述H∞驾驶策略的控制器为:
其中,ui(t)代表多列车运行方向上第i辆列车的控制输入;Ki代表多列车运行方向上第i辆列车的控制器系数,所述Ki通过仿真实验求出。
5.根据权利要求1所述的多列车协同追踪运行的控制方法,其特征在于,所述步骤S4包括如下步骤:
S4.1、定义输出函数 其中,C=diag{C1,C2,…,Cn},C1,C2,…,Cn均为已知适维矩阵;
S4.2、建立H∞性能指标函数:T
其中,z (τ)代表z(τ)的转置;τ代表时间变量;γ=diag{γ1,γ2,…,γn},且γ1,γ2 ,…,γn为通过仿真实验得到的>0的值 ; 代表 的转置 ,且
6.根据权利要求5所述的多列车协同追踪运行的控制方法,其特征在于,构造总系统的候选李雅普诺夫函数V(t):
其中,
结合H∞性能指标函数J(t)和李雅普诺夫函数V(t)的一阶导函数,分析整理得:J(t)<
0,证明所述H∞驾驶策略下所述多列车能够协同追踪运行。