本发明涉及轨道交通，特别是涉及一种基于改进的障碍lyapunov函数的虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法。
背景技术：
1、城市化进程不断加快，轨道交通因其低能耗、大运量、高效率等优势成为了解决地面交通拥挤的有效途径，也给乘客带来了方便快捷的服务。随着城市规模的不断扩大，城市轨道交通运营过程中出现了新的问题和挑战。首先，客流需求的不断增加导致供需关系紧张，高峰时段运力不足的矛盾日益激烈。为了应对这种问题，运营公司不断缩小发车间隔，增加发车频率，多条线路高峰时段的发车间隔已经接近了现有运行制式的最小值。另一方面，针对断面客流较大的区段，城轨运营公司需要实施常态化限流等客流干预措施来控制进站乘客人数，以缓解城市轨道交通中的客运压力，确保乘客的出行安全。然而，城市轨道交通客流具有明显的时间、空间不均衡性，持续增加行车密度会造成部分时段或区间列车满载率低，运力浪费的现象。因此，在现有资源条件下有效提升运力，进行客流、车流精准匹配是城市轨道交通发展的重要方向之一。为了解决上述问题，科学家们提出了虚拟联挂的理念，即列车间的联挂方式采用无线通信技术实现短距离虚拟联挂去代替传统的机械联挂技术，使列车可以自主地组成车队，从而缩短列车的追踪间隔，提高轨道交通的运输能力。
2、目前针对虚拟联挂车的运行控制仍然存在以下问题：在目前的研究中，虽然已经通过障碍lyapunov函数对虚拟联挂的列车之间的间隔距离的约束进行了考虑，然而在应用障碍lyapunov函数时必须保证虚拟联挂列车的初始间隔距离位于障碍lyapunov函数设置的范围内，否则会导致算法求解失败，导致虚拟编组列车运行的不可控。因此需要对传统的障碍lyapunov函数进行改进，以保证虚拟联挂列车在初始状态下可以具有一个较大的约束，并在虚拟联挂列车建立完毕后具有一个较小的约束范围，以保证线路运力。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，结合传统的障碍lyapunov函数和预设时间函数建立改进的障碍lyapunov函数，以对列车的间隔距离进行约束，保证虚拟联挂列车在初始状态下可以具有一个较大的约束，并在虚拟联挂列车建立完毕后具有一个较小的约束范围，以保证线路运力。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案。
3、一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，包括以下步骤。
4、建立虚拟联挂列车中每一列车的运行控制模型；所述虚拟联挂列车包括多个列车，相邻两个列车之间的联挂方式采用虚拟联挂。
5、对于每一所述列车，基于所述列车的运行控制模型，利用改进的障碍lyapunov函数对所述列车的间隔距离进行约束，利用传统的障碍lyapunov函数对所述列车的速度进行约束，为所述列车设计自适应平稳追踪控制器，并利用所述自适应平稳追踪控制器对所述列车进行控制；所述改进的障碍lyapunov函数是结合传统的障碍lyapunov函数和预设时间函数所建立的。
6、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果。
7、本发明用于提供一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，先建立虚拟联挂列车中每一列车的运行控制模型，对于每一列车，基于列车的运行控制模型，利用改进的障碍lyapunov函数对列车的间隔距离进行约束，利用传统的障碍lyapunov函数对列车的速度进行约束，为列车设计自适应平稳追踪控制器，并利用自适应平稳追踪控制器对列车进行控制，其中，改进的障碍lyapunov函数是结合传统的障碍lyapunov函数和预设时间函数所建立的，通过结合传统的障碍lyapunov函数和预设时间函数建立改进的障碍lyapunov函数，以对列车的间隔距离进行约束，保证虚拟联挂列车在初始状态下可以具有一个较大的约束，并在虚拟联挂列车建立完毕后具有一个较小的约束范围，以保证线路运力。
1.一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，建立虚拟联挂列车中每一列车的运行控制模型，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，所述运行控制模型包括：
4.根据权利要求1所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，在为所述列车设计自适应平稳追踪控制器时，以相对制动距离作为间隔策略，则控制误差为：
5.根据权利要求1所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，所述改进的障碍lyapunov函数为：
6.根据权利要求5所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，所述预设时间函数为：
7.根据权利要求1所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，在为所述列车设计自适应平稳追踪控制器时，利用径向基函数神经网络对所述运行控制模型中的基本阻力和附加阻力进行估计。
8.根据权利要求1所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，为所述列车设计自适应平稳追踪控制器，具体包括：利用自适应反步控制方法为所述列车设计自适应平稳追踪控制器。
9.根据权利要求1所述的一种虚拟联挂列车自适应预设时间平稳追踪控制方法，其特征在于，所述自适应平稳追踪控制器包括：
