基于邊緣粒子濾波的高速列車走行部關(guān)鍵參數(shù)估計

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1、士雑論_MASTERDISSERTATION^^^^〗論文題目:基于邊緣粒子濾波的高翻車_國內(nèi)圖書分類號:TP391密級:公開國際圖書分類號:621.3西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文基于邊緣粒子濾波的高速列車走行部關(guān)鍵參數(shù)估計年級2012級姓名途摟文申請學(xué)位級別工程碩士專業(yè)電氣工程指導(dǎo)老師馬嘉二零一五年三月ClassifiedIndex:TP391U.D.C:621.3SouthwestJi

2、aotongUniversityMasterDegreeThesisPARAMETERESTIMATIONOFHIGHSPEEDTRAINRUNNINGBOGIEUSINGRAO-BLACKWELLISEDPARTICLEFILTERGrade:2012Candidate;XuBowenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofengineeringSpeciality:ElectricEngin

3、eeringSupervisor:Prof,LeiMaMar.92015,西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書、本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1.保密口,,解密后適用本授權(quán)書;2.不保感使用本授權(quán)書。

4、“"(請在以上方框內(nèi)打V)學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)老師簽名:欠日:日期:Mr.{.辦ir西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作(貢獻)聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻如下:1、針對車輛動力學(xué)性能參數(shù)估計模型的概率特點,建立CRH380A高速列車動力學(xué)。模型,分析了模型的運行平穩(wěn)性與數(shù)據(jù)可靠性2、在建立的CRH380A高速列車模型的基礎(chǔ)上,分別使用了擴展卡爾曼濾波器、Rao-B-sedlackwellised粒子濾波器以及改進RaoBlackwelli粒子濾波器實

5、現(xiàn)對模型走行部中抗蛇行阻尼系數(shù)、橫向阻尼系數(shù)、等效踏面錐度的估計,比較并分析了三種方法的異同。-3-、本文提出了改進RaoBlackwellised粒子濾波方法,跟傳統(tǒng)RaoBlackwellised-粒子濾波器的區(qū)別在于:RaoBlackwellised粒子濾波使用了卡爾曼濾波器,在非高斯系統(tǒng)的參數(shù)估計上具有劣勢,而本文提出的改進算法,引入噪聲白化技術(shù),將Rao-Bselackwellid粒子濾波器中的卡爾曼濾波器部分用擴展卡爾曼濾波器代替,以實現(xiàn)算法針對真實軌道譜噪

6、聲的適應(yīng)性。:所呈交的學(xué)位論文本人鄭重聲明,是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立進行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體,均已在文中作了明確說明。一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)本人完全了解違反上述聲明所引起的。學(xué)位論文作者簽名:曰期:西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁摘要本文為實現(xiàn)高速列車運行時轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部位的參數(shù)辨識和故障診斷,對高速列車動力學(xué)模型關(guān)鍵參數(shù)估計方法進行研究,

7、將基于非線性濾波器的狀態(tài)估計方法應(yīng)用于高速列車關(guān)鍵參數(shù)估計中,主要包括以下幾個方面的研究內(nèi)容:首先回顧了在狀態(tài)參數(shù)聯(lián)合估計領(lǐng)域以及高速列車關(guān)鍵參數(shù)估計領(lǐng)域中前人所做的有意義的工作,并討論了運用卡爾曼濾波器、擴展卡爾曼濾波器以及粒子濾波器來解決相應(yīng)參數(shù)檢測問題的可能性。接下來,針對列車動力學(xué)模型,參考實際參數(shù),建立了CRH380A列車橫向動力學(xué)模型,將白噪聲激擾作為模型輸入,相應(yīng)傳感器觀測結(jié)果作為模型輸出。為了驗證模型的有效性,將實際列車振動平臺數(shù)據(jù)與高速列車模型數(shù)據(jù)進

8、行分析與對比。在確認模型準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)上,設(shè)定系統(tǒng)相應(yīng)的統(tǒng)計學(xué)數(shù)值,采集模型輸出,使用擴展卡爾(E)(o-Bl曼濾波器KF以及邊緣粒子濾波器Raackwellised粒子濾波器,RBPF)進行參數(shù)估計,,觀測并比較了兩種濾波器的參數(shù)估計結(jié)果分析了各自的性能優(yōu)劣勢。最后,由于參數(shù)估計體系采用線性列車模型并運用高斯白噪聲模擬列車噪聲輸入,R-Blllid在實際檢測中不具備良好的適應(yīng)性,在aoackwese粒子濾波器的基礎(chǔ)上,根據(jù)ao-B狀態(tài)擴展理論對Rlackw

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