A method for controlling a train speed on the basis of a fractional-order sliding mode and Kalman filtering, which method belongs to the technical field of train control. By means of Kalman filtering, not only can a measurement error caused by system noise at an earlier stage be eliminated, but chattering caused by sliding mode control can also be reduced. Considering that a sliding mode of a sliding mode controller is unrelated to parameters and disturbance of a system, an improved Kalman filtering control algorithm based on sliding mode control is proposed; moreover, fractional-order calculus is introduced into a sliding mode switching function, so as to further suppress chattering; and a measurement error of sensor data at the earlier stage in a train speed control algorithm is effectively suppressed, thereby improving the actual control precision, and also maintaining a relatively high response speed and a weak-model dependence effect.

    L'invention propose un procédé de commande d'une vitesse de train sur la base d'un mode coulissant d'ordre fractionnaire et d'un filtrage de Kalman, ledit procédé appartenant au domaine technique de la commande de train. Au moyen d'un filtrage de Kalman, non seulement une erreur de mesure provoquée par un bruit de système à un stade précédent est éliminée, mais le broutage provoqué par une commande à mode coulissant peut également être réduit. En considérant qu'un mode coulissant d'un contrôleur de mode coulissant n'est pas lié à des paramètres et à une perturbation d'un système, un algorithme de commande de filtrage de Kalman amélioré basé sur une commande à mode coulissant est proposé ; de plus, un calcul d'ordre fractionnaire est introduit dans une fonction de commutation de mode coulissant, de façon à supprimer davantage le broutage ; et une erreur de mesure de données de capteur à l'étape précédente dans un algorithme de commande de vitesse de train est efficacement supprimée, ce qui permet d'améliorer la précision de commande réelle, et de maintenir également une vitesse de réponse relativement élevée et un effet de dépendance de modèle faible.

    一种基于分数阶滑模以及卡尔曼滤波的列车速度控制方法,属于列车控制技术领域,所采用的卡尔曼滤波不仅可以消除前期系统噪声导致的测量误差,还可以降低滑模控制导致的抖振现象,考虑到滑模控制器的滑动模态与系统的参数及扰动无关,提出采用基于滑模控制的改进卡尔曼滤波控制算法,同时将分数阶微积分引入滑模切换函数以进一步抑制抖振现象;有效的抑制了列车速度控制算法中前期传感器数据测量误差,从而提高了实际控制精度,同时也保持了较快的响应速度和弱模型依赖效果。


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    Title :

    METHOD FOR CONTROLLING TRAIN SPEED ON BASIS OF FRACTIONAL-ORDER SLIDING MODE AND KALMAN FILTERING


    Additional title:

    PROCÉDÉ DE COMMANDE DE VITESSE DE TRAIN SUR LA BASE D'UN MODE COULISSANT D'ORDRE FRACTIONNAIRE ET D'UN FILTRAGE DE KALMAN
    一种基于分数阶滑模以及卡尔曼滤波的列车速度控制方法


    Contributors:
    HUANG PAN (author) / LIANG HUADIAN (author) / QI LIN (author) / LU YUHAO (author) / TANG LIANQIAO (author) / HUANG WANJIE (author) / ZHANG WEI (author) / XIONG GANG (author)

    Publication date :

    2024-08-22


    Type of media :

    Patent


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    Chinese


    Classification :

    IPC:    B61L Leiten des Eisenbahnverkehrs , GUIDING RAILWAY TRAFFIC



    Train speed control method based on fractional order sliding mode and Kalman filtering

    HUANG PAN / LIANG HUADIAN / QI LIN et al. | European Patent Office | 2023

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