基于自适应滑模控制的城际列车精确停车方法研究

停车精度是衡量列车自动驾驶控制性能的重要指标。针对城际轨道列车精确停车的需求，分析列车自动停车过程、列车动力学模型以及制动模型，在此基础上提出采用自适应滑模控制器来提高停车精度和列车运行舒适性；应用滑模控制原理设计列车停车控制算法，并对滑模控制中的趋近律增益进行自适应调节，以提高系统响应速度及改善稳态精度。仿真结果表明，基于自适应滑模控制的停车算法表现出良好的鲁棒性和自适应性，该控制器使列车能够精确地跟踪停车目标曲线，并改善列车的停车精度和运行舒适性。     

基于自适应模糊滑模的列车精确停车制动控制算法

针对高速列车自动驾驶系统精确进站停车问题,基于列车动力学模型和列车制动系统模型,设计1种自适应模糊滑模控制器,通过模糊切换以补偿列车运行过程中受到的基本阻力、线路附加阻力以及外部未知随机扰动等非线性扰动的影响。根据滑模控制理论,利用列车运行过程中的状态偏差,设计基于跟踪误差的等效控制器,以求解列车制动等效控制量;考虑外部扰动,基于优秀司机驾驶经验的模糊推理规则,设计切换控制器,以得到精确控制量。采用本文控制算法对列车制动过程进行仿真验证,并与传统的PID控制和基于指数趋近律的滑模控制进行对比。结果表明:在考虑附加阻力和外部扰动情况下,自适应模糊滑模控制器能够柔化非线性切换控制信号,削弱滑模控制固有的抖振现象,实现对参考轨迹的精确跟踪,并最终实现精确停车;即使在列车制动系统实际控制输出出现偏差时,设计的控制器仍能控制列车精确跟踪参考制动曲线。     

基于小波包滤波列车自动驾驶的研究

针对列车运行环境复杂、干扰因素多等问题,提出一种小波包滤波和迭代学习相结合的列车自动驾驶控制系统。首先根据城轨列车的行进与制动模型设计基于小波包的列车速度滤波,以获取较好的列车速度参数;然后采用迭代学习设计一种自适应控制器,对列车在行进过程中进行速度曲线跟踪控制,并能够依据当前的速度与位移判定停车起始位置,从而获取更为精确的停车结果。最后通过约束方程与不等式对列车的停车起始点进行精确选取,来获取更精确的停车时间和停车精度。实验结果表明基于小波包滤波和迭代学习相结合的方法能够更加精确跟踪停车曲线。     

城轨列车制动模型及参数辨识

列车制动模型是设计ATO精确停车控制策略的依据.本文通过分析城轨列车制动系统的构成、特性及其和驾驶员的接口,从面向控制的角度提出适合控制器设计的制动模型以及模型参数的辨识方法.现场实验表明:该模型能够较好描述城轨列车制动系统的动态特性,并且基于该模型的自动停车控制系统在实验中也取得了满意的性能.     

地铁列车精确停车算法研究

地铁列车停车精度是列车自动驾驶系统性能的重要指标。结合车辆参数、列车冲击、电空转换等性能建立了列车制动模型,并提出了利用在线识别的方式对每一列车的空气制动参数进行自学习,解决了不同列车因空气制动变化导致的制动异常问题,可较好地提高列车自动驾驶舒适性和精确停车模型的鲁棒性。通过仿真和实际工程项目结果分析,所提出的制动模型可保证列车的停车精度达到±0.25 m。     

基于滑模自适应鲁棒控制的城市轨道交通列车电空制动控制策略研究

针对城市轨道交通列车电空制动系统控制过程中外界干扰、执行机构时滞、基本阻力不确定等特性造成ATO(列车自动运行)系统速度跟踪及停车不准问题,根据李雅普诺夫稳定性理论提出一种基于SMARC(滑模自适应鲁棒控制)的城市轨道交通列车电空制动控制策略,设计城市轨道交通列车ATO系统基于SMARC的制动控制器。通过鲁棒控制将系统模型中非线性、输入时滞和外界扰动等所有不确定量减小到最小范围,同时也削弱了滑模控制器的抖振现象,增强了控制器的鲁棒性;进一步采用滑模控制减小列车制动过程中速度跟踪误差和减速度误差,从而获得较高的停车精度。仿真结果表明,基于SMARC的制动控制器的控制能完全满足城市轨道交通列车制动要求。     

高速列车双自适应广义预测控制方法

针对单一广义预测控制器在控制过程中只修改模型参数而不修改控制器参数,导致列车在启动和制动阶段控制效果较差这一问题,采用双自适应广义预测控制方法,设计高速列车双自适应广义预测控制器实现对高速列车运行过程的自动控制。该控制器采用具有可变遗忘因子的递推最小二乘法实时辨识列车运行过程模型的参数,根据辨识得到的模型参数自适应建模且修正控制器的调优参数,进而计算出高速列车需要施加的牵引/制动力,并设计确保控制器稳定的监督机制,实现高速列车对给定速度的高精度跟踪。仿真结果表明:双自适应广义预测控制器对给定速度和位移均有高精度的跟踪能力,在遇到未知干扰时仍能确保列车安全、稳定地运行,其控制效果明显优于单一自适应控制器。     

列车制动减速度控制问题的探讨

针对高速列车或城市轨道交通列车高精度停车距离的要求,依靠ATP或司机根据前方停车距离不断修正制动指令来实施停车制动这一方法大多情况下是有效的,但是对于弯道和坡道等特殊情况下的制动,这一方法难以满足要求.为了更好地在各种路况下精确停车,本文首先对目前各列车制动控制模式进行比较,并分析各自不足,提出减速度控制方法;分析减速度控制采用车体减速度的必要性,并分析建立了直线下坡道以及下坡道和弯道同时存在情况下减速度计算模型,运用Matlab软件对模型进行了计算.计算结果表明:制动减速度可以用列车绝对纵向减速度近似代替.这一结果为减速度控制中减速度的获取提供了理论依据.最后对减速度控制作了展望.     

采用大闭环控制方式的城市轨道交通列车制动控制系统研究

大闭环控制方式的城市轨道交通列车制动控制系统,以既有的城市轨道交通列车制动系统为基础,加以适当改造,构建大闭环,通过对减速度的精确控制实现对城市轨道交通列车制动力的精确控制。介绍并比较分析了大闭环控制方式的列车制动控制系统与既有列车制动控制系统的构成、主要功能和作用原理,从理论上推断出大闭环控制方式的城市轨道交通列车制动控制系统能够显著改善列车的制动品质,实现列车精准定点停车。     

自适应模糊控制在ATO系统中的应用研究

采用自适应模糊控制方法对ATO系统进行应用研究,通过参数的在线自适应调整,克服列车模型不精确的问题,通过大连实测数据的分析以及同普通模糊控制方法的对比,验证此方法能准确跟踪运行曲线,达到精确停车的目的。     

基于集成学习模型的城市轨道交通车载数据分析与列车停车误差预测

提出了一种基于Stacking策略的集成学习模型算法。通过基础模型算法评估阶段和基础模型算法集成阶段,成功选出K个基础模型,并基于模型集成策略完成了模型的集成工作,最终得到了基于Stacking策略的集成预测模型。基于实际案例,使用该集成模型对列车停车误差进行预测,并对预测结果进行验证。验证结果显示,基于Stacking策略的集成学习算法模型的训练效率高、预测精度高,与其他传统模型相比具有较强优势。     

一种舒适且高精度的列车停车控制器的设计

舒适性和停车精度是列车自动驾驶系统(ATO)的重要性能指标.本文首先根据现场经验建立ATO的性能指标评价函数.在此基础上,设计出一种舒适并且高停车精度的列车自动停车控制器.仿真结果表明;与传统的PID控制器相比,本文设计的控制器的舒适度更好,停车精度更高.     

基于客流直达的城市轨道交通跨站停开行方案优化研究

随着我国城市轨道交通网络的不断扩大以及高质量发展要求,对网络化运营组织提出了更高的要求.对于不具备越行条件的线路,如何通过停站方案优化来提高列车运行速度是一个重要的研究方向.在对传统A/B跨站停运营模式优劣分析的基础上,提出了通过开行A/B/C 3类列车可同时提高列车运行速度且所有乘客无换乘的方案.首先,基于可乘坐列车...     

感应电机智能软启动控制器的设计

介绍80C196MC单片机的智能软启动控制器,利用其强大的功能实现对感应电机软启动的高精度控制.通过单片机检测电压、电流的过零点,依此计算出实际功率因数角,并与设定的最佳功率因数角进行比较,及时输出触发脉冲,实时调节电机的电压,达到无冲击启动和节能的目的.试脸证明系统具有优良的性能.     

地铁列车运行仿真算法研究

概述了地铁列车运行仿真计算涉及的数学模型,提出用问题分解法求解地铁列车在线路上运行仿真过程,并给出了通过限速和停站的高效算法。     

面向控制对象的计算机联锁系统停车器控制软件研究

在编组场设置停车器,可以提高调车作业效率,保证调车人员人身安全。此项研究是在计算机联锁系统的基础上开发停车器控制软件,包括软件需求分析和软件设计。在需求分析时,结合场景和图形对自动控制的需求进行分析;软件设计活动设计了基于面向对象的停车器模块,以及软件的总体架构。同时,通过对停车器模块进行建模,重点分析了停车器关联控制区段的算法,以及根据电源屏供电情况,停车器动作数量的算法。采用面向对象的设计方法不仅有助于软件模块化,同时减少对原有程序的影响,提高联锁软件的正确性和安全性。     

铁路信号工程施工探讨

本文分析了信停期间的工作量、施工方案编制及与各有关单位的配合协调，并从提高信停前联锁关系试验、电气特性指标测试准确性以及采取提前对室外设备进行过渡施工的技术措施等方面，阐述了缩短信停时间的有效途径，从而达到优化施工组织的目的。     

列车ATO定位停车不准故障分析

分析地铁车辆闸瓦国产化后,列车以ATO模式进站定位停车不准的故障,找出线路、速度等影响停车精度的原因,从信号专业方面提出改进方法。     

屏蔽门安装位置与列车停车点的关系探讨

本文介绍了车辆系统与车载信号系统的电气接口及其控制原理，通过分析列车停站控制过程的实时运行数据找到停站精度差的原因，提出屏蔽门安装位置确定的方法，并给出了列车停车位置与屏蔽门位置不一致的对策。     

考虑追踪运行的高速磁浮辅助停车区设置优化

以降低常导高速磁浮交通系统辅助停车区的建设成本为目标,根据磁浮列车与传统轮轨交通在运营方式上相类似的特性,分析辅助停车区对磁浮列车追踪运行的影响.在既有辅助停车区设置方法研究的基础上,考虑列车运行追踪间隔要求的运营场景,进而构建满足目标约束下的辅助停车区设置模型,给出一种辅助停车区设置优化调整的设置方法.针对该方法在一...