基于GA优化模糊PID控制的ATO算法研究

针对城市轨道列车的自动驾驶系统(ATO)传统PID控制方法适应性差和智能化不足的问题,基于该领域专家知识和驾驶司机的操作经验,将遗传算法优化的模糊PID控制算法运用在ATO的控制系统中,并运用MTALAB进行仿真。仿真结果表明,该控制算法优于传统的PID控制,能够满足ATO系统对不同工况下的适应性和智能性要求,可以达到精确停车和准点到站的目的,能够有效提高列车舒适性和降低列车能耗。     

基于自抗扰控制的地铁列车驾驶控制算法

基于PID算法或基于模糊PID算法的地铁列车ATO驾驶控制算法的速度响应误差大,加减速切换频繁,从而导致旅客舒适度一般,列车停车精度不高,列车能耗略高和运行时间存在一定误差的问题。搭建地铁列车模型,结合北京地铁亦庄线线路数据,通过仿真实验对比基于PID算法,基于模糊PID算法,基于专家系统,基于ADRC算法的地铁列车ATO驾驶控制算法的控制效果,并在实验中运用改进的粒子群算法对ADRC算法的参数进行快速整定。仿真结果表明:基于ADRC算法的地铁列车ATO驾驶控制算法的控制效果优于基于PID算法和基于模糊PID算法的地铁列车ATO驾驶控制算法,其控制效果和经验丰富的司机驾驶基本相当,可以有效提高旅客舒适度、列车停车精度,减小列车能耗、运行时间误差。     

基于灰色预测模糊PID控制的列车ATO系统优化

对列车目标运行曲线的精确追踪是列车自动驾驶系统实现列车安全、准时、节能及舒适运行的核心。针对列车运行过程的大滞后、非线性问题,设计以灰色预测模糊PID算法为核心的列车自动驾驶控制器,以此达到优化列车ATO控制系统的目的。灰色预测控制设置在反馈回路中,其预测值与给定输入值的偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入。模糊控制系统对PID控制的参数进行自动校正,参数可调的PID算法完成对系统的控制。选取相关线路和车型并做仿真试验,验证了经控制器作用后的输出曲线与列车运行的输入曲线之间的追随误差小,加速度的变化在合理的范围内。因此,设计的控制器可以取得良好的ATO控制效果。     

模糊预测控制在ATO系统中的应用

首先介绍了列车自动运行系统(ATO)的基本结构和功能,然后介绍了模糊逻辑和预测控制的基本原理,最后对模糊预测控制在列车自动运行系统中的应用深入研究,并进行仿真验证。通过对比PID控制器,表明在列车控制系统中,采用模糊预测控制器对于改善列车安全性能有明显的帮助。     

广义预测控制隐式算法在ATO系统中的应用

ATO系统具有时滞性、非线性、时变性等特点,使用传统的PID控制器难以取得理想的控制效果。根据ATO系统的特点,设计了基于广义预测控制隐式算法的速度控制器,并对被控对象进行了仿真。Matlab仿真和实验结果证明,该控制策略比PID控制具有更好的控制效果。     

基于无模型自适应控制的高速列车ATO控制器

针对高速列车在多变复杂环境运行时,传统控制器出现的动力学模型不匹配和司机操作存在安全隐患的问题,提出一种基于无模型自适应控制(Model-Free Adaptive Control, MFAC)的高速列车自动驾驶控制器设计方案。首先,构建全格式动态数据列车模型,将列车的非线性特性转移到伪梯度中;其次,根据全格式动态数据列车模型设计无模型自适应控制律和列车控车原理,通过列车运行数据估计伪梯度,构建ATO控制器;最后,使用"兰州西—西宁"的动车组运行数据进行仿真,得到MFAC控制器作用下的速度追踪误差为0.254km/h,列车加速度冲击率区间主要分布于[0,0.1)中,约占总步长的83.8%,并与模糊自适应PID(ProportionIntegral-Derivative)在速度追踪、位移追踪和舒适度方面做了对比,结果表明该控制器的性能更优。     

变积分参数模糊PID控制器的设计

为改善温控系统的控制品质,针对目前在大惯性、大滞后、非线性的温控系统中普遍存在的静态误差的问题,提出可变积分参数模糊PID控制方法。在模糊PID复合控制的基础上,增设模糊变积分参数控制环节。实时控制时采用分段控制的方法,先通过变积分规则库。对实测的系统误差与误差变化率进行模糊推理,在线调节积分参数;然后由模糊推理产生比例因子的调节规则,对比例因子实行调节,多项举措有效提高了系统的控制效果。仿真研究表明系统的鲁棒性和自适应能力增强,系统的动、静态性能明显优于常规PID控制器,可推广到高精度要求的温控系统。     

基于改进灰色预测模糊PID控制的列车多目标优化研究

针对列车自动驾驶(ATO)系统各性能指标最优问题,充分考虑灰色预测控制、模糊控制与PID控制各自的优点,提出一种改进灰色预测模糊PID控制算法。以准时性、舒适性、精准停车及能耗为指标,列车动力学方程为约束,构建列车运行多目标模型;然后采用遗传算法优化该模型,根据MATLAB软件得到列车运行目标曲线;最后利用Simulink模块搭建PID控制器仿真模型、模糊PID控制器仿真模型和改进灰色预测模糊PID控制器仿真模型,获得其对应的跟踪曲线。选用车型和线路仿真模拟,仿真结果表明:改进灰色预测模糊PID控制算法比PID控制算法和模糊PID控制算法在提高列车运行的准时性、舒适性、停车精确性以及降低能耗方面更有效。     

基于PID型迭代学习控制的列车自动驾驶曲线跟踪算法研究

针对基于比例微分积分（PID,Proportional Integral Derivative）控制的列车速度跟踪算法在跟踪进度、收敛性和稳定性等方面存在的不足，提出一种基于PID型迭代学习控制（ILC,Iterative Learning Control）的列车自动驾驶（ATO,Automatic Train Operation）曲线跟踪算法。通过迭代学习控制，优化跟踪过程，减小跟踪误差，缩短收敛时间；设置典型场景对所设计的算法进行仿真试验，并将仿真结果与基于PID控制算法的跟踪效果进行对比分析。结果表明，PID型ILC算法对列车目标速度和目标位移具有较高的跟踪精度，能够在有限的迭代次数内实现精确跟踪，验证了所提算法的有效性。     

模糊PID在捣固装置控制系统中的应用研究

在分析08-32捣固车捣固装置的结构及升降位置伺服系统的基础上,以捣固装置的比例阀为研究对象,并以捣固装置的升降位移为控制对象,依据捣固装置升降速度控制非线性、时变性和大惯性的特点,应用模糊理论提出模糊自适应PID控制策略,设计模糊PID控制器,并将其与常规PID控制进行MATLAB仿真比较。通过仿真比较,可以得出模糊自适应PID控制的捣固装置升降具有实时性好、响应快、超调小、方法简单、控制准确等优点。     

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。     

驼峰车辆减速器闭环控制PID参数的模糊自整定

编组站车辆减速器是实现车辆溜放调速控制的关键设备之一,而目前使用的过程控制数学模型调速方案存在控制精度不高等缺点。现基于模糊自整定的原理,根据驼峰车辆减速器控制系统的性能和要求,提出一种按减速器调速过程对不同溜放车组的参数自整定的方法,并设计出了模糊自整定PID控制器。经过多次试验及调整,制定适合于驼峰车辆减速器控制系统的模糊控制规则,利用模糊控制策略可实现对PID参数的最佳调整。以此可以实现驼峰车辆减速器对速度的控制。     

移动闭塞条件下的ATO子系统运行控制算法分析

基于移动闭塞技术的ATC系统是城市轨道交通信号系统的发展趋势,其中ATO子系统是实现城轨高效率、低能耗、高舒适度的关键技术。通过对多种智能控制算法的特点分析,指出采用不同算法的ATO子系统在实现其功能的过程中各有其不同优势侧重点。并提出可结合多种智能算法的优势实现对ATO子系统的进一步优化。     

线性自抗扰控制算法在ATO系统中的应用研究

针对列车运行系统快速、稳定、精确等要求,将线性自抗扰控制（LADRC）算法应用于ATO系统的速度控制,并采用粒子群优化（PSO）算法对LADRC算法进行优化,提高LADRC控制器的参数整定效率。仿真 结果表明,该算法较传统的PID控制算法,能够有效提高速度控制的快速性和精度,改善乘客舒适度。     

基于MATLAB的模糊PID控制器设计与仿真研究

针对在复杂系统中实现自组织参数的PID控制问题。介绍了一种基于模糊控制原理的PID参数自组织控制器的设计方案，同时利用MATLAB中的SIMULINK和FUZZY工具箱进行了仿真研究，仿真结果表明，参数自组织模拟控制系统比参数固定的系统的控制效果好。     

无线CBTC系统列车自动停站对位分析

介绍了ATO硬件设备及ATO连续制动定位停车原理,从车载ATO和轨旁ATP硬件设备以及软件角度深入分析了车站定位停车的各个操作状态(制动、预对准、停站等)和判定机制。此外,简要介绍了信号系统实时控制列车运行的自适应PI控制器算法。     

基于神经网络的地铁牵引整流器控制算法研究

提出了一种利用神经网络对传统的PID控制器进行改造并应用于PWM单位功率因数整流器的控制方法,选择SVPWM控制方法对三相电压型PWM整流器进行控制,电压环采用基于神经网络自适应调整参数的复合型单神经元PI控制器。仿真结果表明,该PI控制器可以在线调整PI参数,快速跟踪整流器的变化,能有效地改善由于系统结构和参数变化而导致的控制效果不稳定的状况,适用于地铁需要频繁的起动、停车的条件。     

铁路水槽温度计算机控制系统的研究

作者研究设计可自动控制水槽温度变化的计算机系统.系统采用单回路PID算法设计,实现了水槽温度按照工艺曲线给定的温度变化.