基于T-S模糊模型的高速动车组通信网络实时控制方法

张 彤

(大连交通大学 动车运用与维护工程学院,辽宁 大连 116028)

列车通信网络(Train Communication Net，TCN)是列车控制系统的重要组成部分，各种控制信号都通过其中的绞线式列车总线(Wire Train Bus，WTB)和多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，MVB)传送至对应的执行单元[1]。由于多种原因信息传输中会产生时延，如果时延过大将影响控制系统的稳定性[2]。

近几年，国内外已经开始关注列车通信网络控制技术中调度算法和控制方法的研究。如文献[3—4]针对现场总线(PROFINET)和MVB的调度算法进行了深入研究；文献[5—6]分析了由以太网—MVB和以太网—控制器局域网络(CAN)组成的列车通信网络控制方法时延问题。然而，作为另外主要列车通信网络的TCN，对其时延控制方法的研究却较少。

列车控制系统大多具有复杂的非线性特性，使其在建模、控制和诊断等方面的研究难度较大。由于T-S模糊模型可以任意精度逼近非线性模型，且其鲁棒性较强，受干扰和参数变化的影响较小，目前已被广泛应用于非线性网络控制系统的跟踪控制、稳定性等问题的相关研究中[7-10]。

本文在搭建多功能车辆总线的网络控制系统、采集时延数据的基础上，研究时延分布特性，利用自适应AR模型精确预测前向通道时延。采用T-S模糊模型对非线性系统进行建模，为各子线性系统设计广义预测控制器。最后，在TCN网络平台上对上述方法的有效性和正确性进行仿真和验证。

1 高速动车组网络控制系统

研究高速动车组通信网络控制系统时延问题的前提是，建立时延描述或预测模型、掌握时延传输特性。……