70、高速列车协同控制与多目标安全环绕问题研究

高速列车协同控制与多目标安全环绕问题研究

高速列车分布式协同控制

在高速列车非线性系统中，存在着分布式协同控制问题，特别是涉及速度约束和参数不确定性的情况。列车之间的状态信息通信通过无向拓扑图来描述。

1. 控制器设计

   • 原本公式（3）中的增益 $h_i(k)$ 是动态的，可根据自身状态和相邻列车信息实时调整。实际上，当增益为常数时，也能实现协同控制目标。选择 $h_i(k) = h_i$ 后，得到如下控制器：
     [
     \begin{cases}
     u_i(k) = u_{i1}(k) + u_{i2}(k) \
     u_{i1}(k) = c_0 + c_vv_i(k) + c_av_i^2(k) \
     u_{i2}(k) = -h_iv_i(k) + \sum_{j \in N_i(k)} a_{ij}(x_j(k) - x_i(k) + \overline{d}_{ij})
     \end{cases}
     ]
   • 设 $\tilde{v}_i(k) = \tilde{x}_i(k) + \omega_iv_i(k)$，其中 $\omega_i = \frac{2}{q_i(k)}$ 为常数。对于具有速度约束和参数不确定性的高速列车系统（1），若通信图的并集有生成树，当参数 $h_i$ 和 $c_i$ 满足以下条件时，上述控制器可解决协同问题：
     [
     \beta_1 + \beta_2 \overline{\alpha}_i < h_i < \frac{1}{T} - \beta_1 - \beta_