基于卡尔曼滤波的交叉口动态O-D反推模型与算法

交叉口各进出口道之间的实时转向交通量是信号控制系统重要的输入数据,也是难以获得的数据.针对已有模型收敛速度较慢、无法满足实际系统应用需要的问题,提出了基于卡尔曼滤波的状态空间模型,设计了顺序卡尔曼滤波进行求解,并采用裁切和标准化对反推结果进行了修正.实例研究表明,模型和算法具有较高的效率和准确性,能够为实时自适应信号控制系统的开发提供支持.     

Simultaneous observation of the wheels’ torques and the vehicle dynamic state

The goal of the present study is to show how it is possible to estimate online the individual torques applied at each wheel of an automotive vehicle by using an unknown input observer together with a simple nonlinear state-space model. The necessary measurements are the steering angle, the usual rotation speed of each wheel plus the vertical load at the centre of each wheel. By doing this, this study anticipates the affordability of a new generation of wheel bearing with embedded measurements of transmitted forces. Successful simulated experimentations using a realistic simulator are shown. Validations are done using classical case studies of longitudinal, lateral and coupled dynamics. The present limits and some possible improvements of the proposed method are also discussed.     

基于精细积分和状态空间的浮筏系统动态响应分析方法

基于精细积分和状态空间法提出了一种新的浮筏系统动态响应分析方法,并结合侧挂式浮筏系统算例对该方法进行了验算。研究表明,该方法适用性好、稳定性高、无需对系统解耦,可应用于复杂荷载和多自由度浮筏系统,而且进行数值求解时不受时间步长限制,能达到很高的计算精度。     

基于多元线性回归的线性系统状态空间辨识算法

提出了一种新的多变量线性系统状态空间辨识算法.该算法采用多元线性回归,而不是传统算法中的子空间投影.首先通过多元线性回归获得系统的预估器马尔可夫参数,然后基于一个关鍵等式获得系统的预估器可观性矩阵与状态序列的乘积矩阵,接着通过奇异值分解得到状态序列,最终再次运用多元线性回归求得系统状态空间模型的各个矩阵.由于本文的算法是预估器式的,因此适用于开环和闭环辨识.基于AIC准则,设计了算法的阶次选择策略,通过仿真例子,验证了该算法的有效性.     

基于空间状态辨识理论的高速铁路车体垂向加速度预测模型

轨道不平顺是引起车辆振动的主要激励源。深入分析轨道高低不平顺与车体垂向加速度关联关系动态,掌握轨道结构传递特性,对科学评价车辆、轨道的服役状态及精准指导线路养护维修具有重要意义。基于系统辨识理论,以我国高速综合检测列车车载检测系统在一高速铁路上的实测轨道不平顺及车体垂向加速度样本数据为基础,通过平均周期图谱法计算检测数据功率谱密度及其相干函数,用状态空间方法构建长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递模型,并用关联模型传递函数及实测数据对所建模型进行验证。结果表明:模型预测的车体垂向加速度与相应实测数据有较强的线性相关性;利用合理阶数的状态空间模型,能够有效辨识长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递关系。     

基于时间序列方法的网络信号传输时延预测

针对铁路信号在传输过程中存在时延与丢包,导致整个系统的控制性能下降甚至不稳定的问题,提出一种新的延时预测算法,首先用时间序列方法建立网络时延的状态空间模型,然后通过Kalman滤波方法对时延进行在线估计,得到延时预测值.仿真实验结果表明,该方法对传输时延具有预测效果,保证了较好的实时性.     

半桥串联谐振逆变器的非线性控制方案

本文介绍了半桥串联谐振逆变器的非线性控制方案的分析与设计,并提出了一个零电流转换非线性控制逆变器的设计.其电路拓扑包括两个功率开关、一个输出滤波器.逆变时,在功率通量回路中只有一个功率开关上有传导损耗.开关的零电流开通是通过扼流圈前级的辅助谐振回路实现的.非线性控制方案可以抑制直流输入扰动,并能对正弦脉宽调制控制进行有效的动态调节.我们使用了空间状态平均值的方法来对系统进行分析.文中以一个功率为500 W的逆变器作为设计示例,并对其性能进行评估,该逆变器在额定功率下,可以获得91%以上的效率.     

UKF地铁短时客流预测研究

为获得较为可靠的地铁车站实时客流,提出基于神经网络与无迹变换卡尔曼滤波(UKF)结合的信息融合预测方法。首先利用各站点间进出客流时空相关性,在运行时间约束下组织预测向量,以BP神经网络为函数表达给出目标站点客流的初步预测值。在此基础上,利用无迹变换卡尔曼滤波解决神经网络过学习造成的误差,以提高预测结果精度。最后选取实例验证算法的准确性,结果表明,该改进算法可有效提高预测精度,满足运营需求。