楊正專,楊 磊，劉寅虎，杜運(yùn)哲，劉海洋，胡子佳

(南京中車浦鎮(zhèn)海泰制動(dòng)設(shè)備有限公司，南京 211800)

0 引 言

近年來(lái)，隨著我國(guó)軌道交通事業(yè)的發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)對(duì)軌道交通載運(yùn)工具安全、舒適、環(huán)保、高效等方面要求也日益提高。無(wú)論是運(yùn)營(yíng)高速化還是維護(hù)智能化，都對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求。作為軌道車輛的重要子系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展也面臨新的發(fā)展挑戰(zhàn)。

電機(jī)械制動(dòng)是一種直接利用電能驅(qū)動(dòng)電制動(dòng)缸產(chǎn)生摩擦力，從而使得運(yùn)動(dòng)減緩或停止的制動(dòng)技術(shù)。相比于壓縮空氣制動(dòng)與液壓制動(dòng)，電機(jī)械制動(dòng)技術(shù)擁有響應(yīng)時(shí)間短、控制精度高、控制效率和可靠性高以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。

制動(dòng)力閉環(huán)控制器設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮到所采用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及所帶的負(fù)載對(duì)制動(dòng)力閉環(huán)控制造成的影響。電機(jī)械制動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：電機(jī)、行星減速器、滾珠絲杠及制動(dòng)摩擦塊[1]，此時(shí)列車負(fù)載可以看作摩擦力負(fù)載。從現(xiàn)有的數(shù)學(xué)模型可知，電機(jī)的力矩輸出和電流給定呈現(xiàn)出比較明顯的線性關(guān)系，而其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則呈現(xiàn)出明顯的非線性特征且制動(dòng)力輸出存在較大滯后[2]?？刂颇Ｐ偷母叨确蔷€性給制動(dòng)力的精準(zhǔn)線性控制帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)，而目前普遍采用的控制器仍然是經(jīng)典PID控制器。

國(guó)內(nèi)對(duì)電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的力閉環(huán)控制器的研究還相對(duì)處于起步階段，國(guó)外的研究也主要集中在航空器和汽車的制動(dòng)力控制上，對(duì)于列車制動(dòng)的制動(dòng)力建立過(guò)程研究較少。文獻(xiàn)[3]研究了模糊PID控制器在制動(dòng)力控制中的應(yīng)用，有效提升了制動(dòng)力控制器在復(fù)雜非線性工況中的抗擾性能；文獻(xiàn)[4]提出了一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型參數(shù)的制動(dòng)力觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了無(wú)力傳感器的制動(dòng)力閉環(huán)控制，減小了制動(dòng)設(shè)備的體積，節(jié)約了成本；文獻(xiàn)[5]提出了一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和電流的制動(dòng)力觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)無(wú)力傳感器的三閉環(huán)制動(dòng)力控制，提升了制動(dòng)力的控制精度和可靠性，但是三閉環(huán)控制器的參數(shù)設(shè)計(jì)是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)；文獻(xiàn)[6]提出了一種自適應(yīng)模糊滑膜控制器來(lái)提升電機(jī)制動(dòng)力矩的輸出精度，同時(shí)通過(guò)液壓制動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)提升制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力及跟蹤精度，這種方式的控制效果較好但是應(yīng)用范圍受限；文獻(xiàn)[7]提出了一種基于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的力閉環(huán)魯棒控制策略，控制效果較好，但是存在控制模型較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)困難的問(wèn)題；文獻(xiàn)[8]提出了一種制動(dòng)力動(dòng)態(tài)控制方法，并進(jìn)行了建模分析，但是該方法不適用于軌道列車制動(dòng)，應(yīng)用場(chǎng)景有局限性。

本文在對(duì)電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行合理建模的基礎(chǔ)上，采用了制動(dòng)力、電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種制動(dòng)力控制器。

1 系統(tǒng)方案及數(shù)學(xué)模型

1.1 系統(tǒng)方案

系統(tǒng)整體控制結(jié)構(gòu)如圖1所示，控制方案充分結(jié)合了傳統(tǒng)PI控制、滑膜控制及模糊控制的優(yōu)勢(shì)，形成了一種高可靠性、高性能的組合制動(dòng)力控制器。

圖1 制動(dòng)力電流雙閉環(huán)控制框圖

1.2 被控對(duì)象模型

電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的控制器發(fā)出控制指令，通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)電路帶動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)行，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電機(jī)輸出堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩并建立制動(dòng)力。因此，建立較為簡(jiǎn)潔可靠的機(jī)構(gòu)模型對(duì)后續(xù)高性能控制器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如圖2所示，后文給出了各個(gè)機(jī)構(gòu)的基本數(shù)學(xué)模型。

圖2 制動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖

1.2.1 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩方程

本文采用id=0的矢量控制方法對(duì)電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中的永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，并建立了永磁同步電機(jī)d-q坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型，d-q坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩方程為

(1)

式中，Te為電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩；p為電機(jī)極對(duì)數(shù)；ψm為轉(zhuǎn)子磁鏈；Ld，Lq分別為直軸電感、交軸電感；id，iq分別為直軸電流、交軸電流。

假定電流環(huán)控制特性較好的情況下，可簡(jiǎn)化得到如下的轉(zhuǎn)矩電流方程：

(2)

1.2.2 理想行星減速器模型

由于行星減速器相比于滾珠絲杠等結(jié)構(gòu)的延時(shí)較小，因此本文將其作為理想結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，忽略其動(dòng)力學(xué)特性的影響。

Tx=Tei

(3)

(4)

式中，Tx為行星減速器輸出力矩；i為減速傳動(dòng)比;θm為永磁同步電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)角；θx為行星減速器轉(zhuǎn)過(guò)角度。

1.2.3 滾珠絲杠數(shù)學(xué)模型

由于滾珠絲杠將電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程滿足如下關(guān)系：

(5)

其中，θL為滾珠絲杠螺母轉(zhuǎn)過(guò)角度；x為滾珠絲杠的軸向位移；Ph為滾珠絲杠的導(dǎo)程。

考慮了動(dòng)力學(xué)特性的滾珠絲杠螺母運(yùn)動(dòng)微分方程如下：

(6)

式中，JL為滾珠絲杠的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；bL為滾珠絲杠的等效機(jī)械阻尼系數(shù)；kL為滾珠絲杠的等效扭矩剛度；θL為滾珠絲杠轉(zhuǎn)過(guò)的角度；Tx為減速器輸出轉(zhuǎn)矩;Tm為滾珠絲杠的阻力矩；TL=kLθL，為滾珠絲杠的輸出力矩。

1.2.4 制動(dòng)摩擦塊數(shù)學(xué)模型

制動(dòng)摩擦塊的運(yùn)動(dòng)微分方程為

(7)

2 組合制動(dòng)力控制器設(shè)計(jì)

軌道車輛制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器摩擦塊接觸面、路面狀況及滾珠絲杠工作狀態(tài)都處于不斷變化的過(guò)程中，電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行工況呈現(xiàn)高度的非線性及不確定性特征。因此，在保證較高控制精度的同時(shí)，電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)也對(duì)制動(dòng)力控制器提出了較高的魯棒性要求。高性能、強(qiáng)魯棒性的制動(dòng)力控制器是電機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵性難點(diǎn)。

傳統(tǒng)PID控制器在控制過(guò)程中需要引入微分控制，由于微分控制在實(shí)際應(yīng)用中的諸多缺陷與不足，實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中廣泛采用了PI控制來(lái)進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)。PI控制具有較高的穩(wěn)態(tài)控制精度，但是其動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能略顯不足；滑?？刂破鲃?dòng)態(tài)性能較好，但是滑模面抖振問(wèn)題也限制了滑?？刂圃诟呔瓤刂浦械耐茝V應(yīng)用。本文提出了一種結(jié)合模糊PI控制的變?cè)鲆娑A滑模組合控制器，旨在實(shí)現(xiàn)兩種控制方式的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)高性能的制動(dòng)力控制。

2.1 變?cè)鲆娑A滑?？刂破?/h3>

由理論分析可知，輸出制動(dòng)力大小與制動(dòng)摩擦塊的擠壓形變程度成正比，而摩擦塊的擠壓形變程度則可以由滾珠絲杠位移角進(jìn)行換算，其中輸出制動(dòng)力與滾珠絲杠位移角的換算關(guān)系如下：

(8)

因此，只要將制動(dòng)力的控制轉(zhuǎn)化為對(duì)滾珠絲杠位移角的控制，即可設(shè)計(jì)出相應(yīng)的制動(dòng)力滑模控制器。

(9)

(10)

為了避免微分噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文采用了一階滑模面進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。本文所設(shè)計(jì)的一階滑模面如下：

(11)

滑模控制的趨近律主要有以下幾種形式：

(1)等速趨近律

(2)指數(shù)趨近律

(3)冪次趨近律

(4)一般趨近律

(5)二階趨近律

在進(jìn)行了大量的測(cè)試分析之后，本文發(fā)現(xiàn)采用二階趨近律能夠有效抑制滑模面附近的抖振問(wèn)題，獲得更好的動(dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能，因此在設(shè)計(jì)中選用了二階趨近律。

則基于二階趨近律可求得如下參考滑模切換面：

(12)

則求得模型的參考給定狀態(tài)量為

(13)

(14)

即得到了q軸電流的給定值計(jì)算公式。

由于實(shí)際工況中制動(dòng)力參考值變化范圍較大，傳統(tǒng)固定增益系數(shù)的滑模控制器難以滿足實(shí)際控制需求。因此在假定系統(tǒng)模型為高階線性定常系統(tǒng)的前提下，為了保證滑?？刂破髟趨⒖贾苿?dòng)力變化時(shí)始終能夠保持較好的輸出特性，本文設(shè)計(jì)了一種線性的增益變化規(guī)則，即滑模控制器增益隨給定制動(dòng)力大小線性變化，調(diào)整規(guī)則如式(15)～式(16)所示。

ksmo=λkFref

(15)

αsmo=λαFref

(16)

式中，ksmo為等速趨近項(xiàng)增益；αsmo為冪指數(shù)趨近項(xiàng)增益；λk為等速趨近項(xiàng)增益系數(shù)；λα為冪指數(shù)趨近項(xiàng)增益系數(shù)；Fref為給定制動(dòng)力。

由上式可知，我們只需要確定λk、λα即可實(shí)現(xiàn)滑模控制器的變?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)。為了達(dá)到這一目的，本文選取了5 kN作為基準(zhǔn)制動(dòng)力，選擇了此時(shí)的一組較為合適的增益作為基準(zhǔn)增益k0、α0，則增益系數(shù)如下：

(17)

(18)

2.2 模糊PI控制器

模糊PI控制器是模糊控制和傳統(tǒng)PI控制器的結(jié)合體，能夠通過(guò)模糊控制規(guī)則在線修改PI控制器參數(shù)，從而獲得較高的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)性能及良好的魯棒性。

2.2.1 選擇控制器輸入和輸出

本文采用了兩輸入的模糊控制器，定義了E、EC兩個(gè)輸入變量。EC有7個(gè)模糊狀態(tài){NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB}，為了提升控制精度，E設(shè)置了8個(gè)模糊狀態(tài){ NB、NM、NS、NZ、PZ、PS、PM、PB }；本文中定義了ΔKp、ΔKi兩個(gè)輸出變量，兩個(gè)輸出變量互相獨(dú)立，各自有7個(gè)模糊狀態(tài){NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB}。

2.2.2 輸入量及輸出量的模糊化

經(jīng)過(guò)仿真過(guò)程中的多次測(cè)試，最終確定了輸入量和輸出量的隸屬函數(shù)如圖3～圖6所示。

圖5 輸出量ΔKp的模糊化

圖6 輸出量ΔKi的模糊化

2.2.3 模糊決策

結(jié)合前人已有的模糊控制規(guī)則設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)[9]，設(shè)計(jì)了本模糊控制器的模糊決策規(guī)則。

表1 ΔKp調(diào)整表

表2 ΔKi調(diào)整表

2.2.4 輸出量的反模糊化

在使用模糊系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，為了求得受控系統(tǒng)的輸出，必須將控制輸出解模糊化。目前常用的幾種解模糊化方法有最大隸屬度函數(shù)法、重心法、加權(quán)平均法。

(1)最大隸屬度函數(shù)法

d0=max(μd(d)),d∈D

最大隸屬度函數(shù)法只能考慮模糊推理結(jié)果中隸屬度最大的點(diǎn)，不能充分考慮模糊隸屬函數(shù)的形狀，通常應(yīng)用在一些要求控制精度不高的場(chǎng)合。

(2)重心法

重心法綜合考慮了模糊隸屬函數(shù)的形狀，可以獲得更加平滑的輸出，通常應(yīng)用在一些要求控制精度較高的場(chǎng)合。

(3)加權(quán)平均法

加權(quán)平均法的可以根據(jù)實(shí)際情況選擇，在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。

為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)及獲得較為平滑的輸出，本文采用了重心法來(lái)進(jìn)行解模糊化計(jì)算。

2.3 組合控制器

傳統(tǒng)PI控制具備穩(wěn)態(tài)精度高的特點(diǎn)，但是動(dòng)態(tài)性能稍差；變?cè)鲆娑A滑?？刂齐m然能在獲得與傳統(tǒng)滑模控制幾乎相同的動(dòng)態(tài)性能的同時(shí)，有效削弱穩(wěn)態(tài)振蕩幅值，但是穩(wěn)態(tài)性能仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)遜色于傳統(tǒng)PI控制。采用模糊控制能夠有效提升控制的魯棒性，但是鑒于制動(dòng)力參考值變化范圍較大的特點(diǎn)，直接采用模糊控制可能會(huì)使得系統(tǒng)的控制分辨率及控制精度降低。為了充分利用傳統(tǒng)PI控制、變?cè)鲆娑A滑模控制和模糊控制的優(yōu)勢(shì)，本文設(shè)計(jì)了更加靈活的組合控制策略。

當(dāng)制動(dòng)力誤差較大時(shí)，組合控制器為傳統(tǒng)PI控制器與變?cè)鲆娑A滑?？刂破鞯慕M合，二者按照一定比例并聯(lián)輸出。一方面，變?cè)鲆婊？刂破骺梢匝a(bǔ)償傳統(tǒng)PI控制器動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力不足的問(wèn)題；另一方面，傳統(tǒng)PI控制器可以降低滑?？刂破魉璧目刂圃鲆?，有效減小滑?？刂破鞯姆€(wěn)態(tài)振蕩?？刂平Y(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 傳統(tǒng)PI與變?cè)鲆娑A滑膜組合控制框圖

當(dāng)制動(dòng)力誤差小于一定閾值時(shí)，組合控制器為模糊PI控制器與變?cè)鲆娑A滑?？刂破鞯慕M合。模糊PI控制器表現(xiàn)為一種強(qiáng)阻尼控制器，能夠有效抑制滑?？刂破髡袷幖柏?fù)載擾動(dòng)等帶來(lái)的制動(dòng)力波動(dòng)，有效增強(qiáng)了控制器的穩(wěn)態(tài)控制魯棒性。同時(shí)，較小的控制范圍也讓模糊控制器的控制精度得到了保障。穩(wěn)態(tài)控制框圖如圖8所示。

圖8 模糊PI與變?cè)鲆娑A滑膜組合控制器結(jié)構(gòu)框圖

3 仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 仿真驗(yàn)證

制動(dòng)力控制仿真所用的永磁同步電機(jī)參數(shù)如下：

下表中列出了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)：

依據(jù)上述參數(shù)，在MatlabSimulink中搭建了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，對(duì)經(jīng)參數(shù)優(yōu)化的PID控制器和結(jié)合模糊PI及變?cè)鲆娑A滑模結(jié)構(gòu)的組合控制器分別進(jìn)行了相應(yīng)的仿真分析。

3.1.1 階躍給定分析

設(shè)置參考制動(dòng)力Fref=5 kN，則可得到帶低通濾波器的傳統(tǒng)PID控制器控制效果如圖9所示。

圖9 傳統(tǒng)PID控制器制動(dòng)力階躍響應(yīng)

相同給定條件下，組合控制器的制動(dòng)力響應(yīng)如圖10所示。

圖10 組合控制器制動(dòng)力階躍響應(yīng)

表5中分別給出了帶低通濾波器的PID控制器、結(jié)合傳統(tǒng)PI的變?cè)鲆婊？刂破骷敖Y(jié)合模糊PI的變?cè)鲆婊？刂破鞯碾A躍響應(yīng)性能參數(shù)。

表5 階躍給定性能比較

由圖8可知，帶低通濾波器的傳統(tǒng)PID控制器控制性能很容易受到濾波器參數(shù)與系統(tǒng)噪聲的干擾，控制性能受到影響。由圖9可見(jiàn)，結(jié)合模糊PI的組合控制器抑制超調(diào)及穩(wěn)態(tài)擾動(dòng)的能力明顯強(qiáng)于傳統(tǒng)PID控制器。在表5中，本文對(duì)三種控制器的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了定量分析，直觀展現(xiàn)出了組合控制器的顯著優(yōu)勢(shì)。

3.1.2 斜坡給定分析

設(shè)置參考制動(dòng)力Fref=5 kN，參考斜率kF=10 kN/s，可得到帶低通濾波器的傳統(tǒng)PID控制器斜坡響應(yīng)效果如圖11所示。

相同給定條件下，組合控制器的制動(dòng)力斜坡響應(yīng)如圖12所示。

圖12 組合控制器制動(dòng)力斜坡響應(yīng)

表6中分別給出了帶低通濾波器的PID控制器、結(jié)合傳統(tǒng)PI的變?cè)鲆婊？刂破骷敖Y(jié)合模糊PI的變?cè)鲆婊？刂破鞯男逼马憫?yīng)性能參數(shù)。

表6 斜坡給定性能比較

由上述圖表分析可知，組合控制器的初始響應(yīng)速度略慢于傳統(tǒng)PID控制器，超調(diào)量大于傳統(tǒng)PID控制器，但是上升時(shí)間與傳統(tǒng)PID控制器所需要的時(shí)間幾乎相同，調(diào)節(jié)時(shí)間與穩(wěn)態(tài)誤差均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)PID控制器。因此，在斜坡給定的情況下，組合控制器的綜合性能仍然優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制器。

3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了進(jìn)一步驗(yàn)證所設(shè)計(jì)控制策略在實(shí)際工況下的控制效果，基于TMS320F28335搭建了硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖13所示。實(shí)驗(yàn)所用的電機(jī)參數(shù)及制動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)與仿真一致，如表3及表4所示。

表3 永磁同步電機(jī)仿真參數(shù)

表4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)仿真參數(shù)

圖13 制動(dòng)力實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

為了直觀比較所提出的組合控制策略與傳統(tǒng)PID控制策略在控制性能方面的差異，在相同制動(dòng)力給定條件下采用兩種控制策略分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。間隔5 s設(shè)定的制動(dòng)力給定序列依次為13 kN、23 kN、33 kN、21 kN、9 kN、10 kN。圖14為采用傳統(tǒng)PID控制方法的制動(dòng)力響應(yīng)實(shí)驗(yàn)波形。制動(dòng)力在階梯型階躍給定條件下可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的快速跟蹤，但制動(dòng)力調(diào)節(jié)超調(diào)超過(guò)10%。制動(dòng)力調(diào)節(jié)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間也較長(zhǎng)，調(diào)節(jié)時(shí)間超過(guò)3 s，并且控制器抑制擾動(dòng)的能力較差，制動(dòng)力響應(yīng)中存在顯著毛刺。圖15給出了采用組合控制器產(chǎn)生的制動(dòng)力響應(yīng)實(shí)驗(yàn)波形，可以看出階躍給定下制動(dòng)力調(diào)節(jié)超調(diào)小于5%，調(diào)節(jié)時(shí)間小于1 s,由外部擾動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)力毛刺顯著消失。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比可知，組合控制策略實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)力控制動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度的提升，且有效增強(qiáng)了控制器抑制復(fù)雜工況下外部擾動(dòng)的能力。

圖14 傳統(tǒng)PID控制器制動(dòng)力響應(yīng)

圖15 組合控制器制動(dòng)力響應(yīng)

4 結(jié) 論

軌道列車制動(dòng)系統(tǒng)工作環(huán)境較為惡劣，參數(shù)攝動(dòng)及外部干擾等擾動(dòng)較大，同時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)帶來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼導(dǎo)致系統(tǒng)慣性延時(shí)較大，而列車運(yùn)行的安全性和舒適性需要卻同時(shí)對(duì)列車的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度提出了極高的要求，常規(guī)的控制器往往無(wú)法同時(shí)滿足要求。本文充分考慮了傳統(tǒng)PI控制器、滑?？刂破骷澳：刂聘髯缘膬?yōu)勢(shì)與局限性，設(shè)計(jì)了一種具備更好性能、更高可靠性的組合控制器。以傳統(tǒng)PI控制器作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，結(jié)合變?cè)鲆婊？刂朴行Ц纳屏酥苿?dòng)力控制器的動(dòng)態(tài)性能，穩(wěn)態(tài)情況下引入模糊控制有效提升了控制器的穩(wěn)態(tài)輸出精度和抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)力響應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)精度的同時(shí)提升。本文所提出組合控制器的控制性能在仿真和實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。