钢轨打磨控制系统设计

以钢轨打磨控制技术为研究对象,分析了PID控制算法的基本原理,通过对比位置式和增量式PID2种算法的异同,提出了基于增量式PID控制算法的钢轨打磨控制系统设计方案,详细介绍了该控制系统的硬件原理和软件流程。通过搭建试验平台,测试了新设计的控制系统的基本功能和性能。测试结果表明:基于增量式PID控制算法的钢轨打磨控制系统能够实现稳定可靠打磨,控制精度高、调节时间短、实时性高、打磨效果良好,具有很好的市场应用前景。     

基于FTA的城际铁路站台门控制系统风险分析及故障诊断研究

随着城际铁路“公交化”运营,铁路站台门控制系统已成为旅客上下车过程中保障安全的重要防护设备,为降低站台门控制系统风险隐患和提升日常运维水平,采用故障树分析（FTA）方法对站台门控制系统风险分析及故障诊断研究。在分析站台门控制原理的基础上,通过HAZOP方法分析站台门安全功能,选取站台门无法关闭功能作为典型顶事件,采用下行法得出故障树的最小割集,构建出该事件故障树并进行了定性与定量分析。结果表明站台门控制系统故障包括光耦故障、反相器故障、电机采样电路故障和继电器故障等,故障树可为站台门控制系统的故障诊断提供辅助参考决策,同时对站台门控制系统的优化设计具有一定的参考意义。     

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。     

多种车型智能同步联动的站台门控制系统

针对站台门控制系统在高风压、多种车型、高密度行车及自动驾驶情况下高频开关控制的可靠性和安全性问题,基于热备冗余控制原理及多种车型自适应控制原理,构建多种车型智能同步联动的站台门控制系统,在此基础上,对该控制系统进行了试验验证。试验结果表明,站台门在160 km/h的列车风压作用下,一整侧滑动门开门同步误差≤0.2 s,且具有很强的自适应能力。该试验结果可为站台门控制系统在高速铁路的工程应用提供参考。     

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。     

高速铁路智能站台门系统低温适应性研究

针对铁路站台门系统在低温环境下运行时出现结构强度减弱、运行故障率升高、甚至大面积“冻卡”等问题，提出一种能够自适应温度急剧变化的智能站台门系统设计方案:通过改变原有的门体承重结构材质，更新传动结构的形式和材质，使门体结构具备适应低温环境的能力；通过集成预热控制系统，实现站台门系统在常规与低温环境下自适应运行。已在实验室塔建了智能站台门系统并完成对该系统的试验，试验结果表明，该系统能克服极寒环境给站台门运行带来的不利影响，满足站台门系统在低温环境下的运行需求。     

一种适应于蓄电池电力工程车的速度闭环控制算法

文章介绍了一种适用于蓄电池电力工程车的速度闭环控制算法,提出了一种模糊PID控制算法的思路。控制系统通过实时地改变速度闭环的控制参数,实现了在不同工况下对机车进行精准低恒速控制的目的。     

ATO模式下车地联动时序分析与站台门延时控制系统设计

分析轨道交通中列车门与站台门,在不同控制时序下的安全性问题的基础上,提出列车门与站台门开关动作时序方案。通过对现有站台门系统的控制方式,以及站台门与列车控制中心的接口条件进行逻辑分析,提出延时控制系统的功能设计方案,详细说明了其接口原理及工作流程。系统由安全继电器、中央逻辑处理单元构成,以“故障导向安全”为原则,具备完整的自检功能。在试验室环境下对系统功能进行验证,通过模拟列车控制中心的控制命令,延时控制系统能够准确地对控制命令进行延时、记录、故障处理。试验结果表明,该系统简单实用、安全可靠,提高了乘客出行的安全性和舒适度,为既有车站站台门系统升级改造起到了重要作用。     

全自动运行线路站台门 就地控制盒电路改进方案设计

为识别全自动运行线路接发车过程中站台门控制电路可能存在的安全风险,通过对控制自动接发车条件 的站台门控制系统相关外部接口控制电路、内部“门关闭并锁紧”状态安全回路、就地控制盒工作模式的分析, 同时结合站台门控制系统的结构和控制方式,剖析现有电路(特别是站台门就地控制盒电路)设计在全自动运行应 用中可能存在的风险,根据识别出的风险,提出全自动运行线路站台门就地控制盒既有电路的利弊分析和改进方 案设计,在兼顾安全和运营效率的前提下,给出适用于全自动运行线路的建议方案。     

基于分数阶PID控制器的地铁列车优化控制研究

城市轨道交通运力需求的快速增长,使得地铁列车的行车间隔不断缩小,准点要求越来越高,这对列车运行控制算法的精度和鲁棒性提出了更高要求。本文将分数阶PID控制器引入地铁列车的速度控制,并进行优化研究。建立地铁列车的运动模型,该模型参考牵引制动特性,采用遗传算法修正列车基本阻力系数。基于该模型将分数阶PID控制算法应用于ATO系统的速度控制中。仿真对比分数阶PID控制算法与传统PID控制算法,采用现场数据对建立的模型和算法进行检验。研究结果表明新模型能够更加准确地描述列车的运动特性,当分数阶PID控制算法应用于调速控制后,可以使列车实现更优的速度控制和稳定性。     

基于专用测量仪的新型城市轨道交通站台门测量安装及精度控制技术

针对城市轨道交通站台门系统安装精度普遍不高、运行故障频出等问题，提出了基于专用测量仪的新型城市轨道交通站台门测量安装及精度控制技术。详细阐述了站台门底座、立柱、门机、门槛及滑动门的安装精度控制方法，并将该技术与传统的站台门安装技术的精度控制进行对比。从成都轨道交通6号线三期的站台门施工效果可得到结论如下：该技术实现了站台门系统的快捷安装，大幅缩短了施工周期，提高了站台门的整体安装质量。     

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CMAC的摆式列车倾摆控制研究

摆式列车是具有诸多不确定因素的动态系统,其倾摆系统的控制是摆式列车成功的关键,利用传统控制方式很难得到倾摆系统较好的控制品质。本文针对摆式列车的特点提出一种基于CMAC神经网络与PID相结合的倾摆系统并行控制方法。该方法利用传统PID实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动;利用CMAC神经网络控制器实现前馈控制,确保系统的控制精度和动态响应速度。此外,该并行控制算法相对简单,实时性好,易于在倾摆控制系统中实现。通过对阶跃信号、正弦波信号和方波信号的跟踪仿真,表明该算法克服了传统控制的不足,增强了倾摆系统的控制精度,提高了系统的动态响应速度,并且使系统具有较强的抗干扰性和鲁棒性。     

城际铁路及高速铁路站台门系统无线监控设计

城际铁路及高速铁路的部分线路既有车型多样、运营模式复杂，其站台门系统无法实现与信号系统的联动控制，多采用人工控制的方式，这给运营人员带来不便。为解决该问题，在分析研究站台门控制模式的基础上，设计了基于无线通信技术及现场总线技术的智能控制系统，实现站台门的远程控制和状态监视。测试结果表明，该系统能够按照设定的优先级控制站台门开关及查看设备运行状态，满足运营需求，可在行业内推广使用。     

基于模糊自适应的小型空轨车辆控制算法研究

文中针对小型空轨车辆的牵引传动控制系统方案和牵引电机控制算法进行分析,首先搭建了小型空轨车辆的控制系统,并采用模糊自适应方法对轮毂电机进行转速控制。采用Matlab/Simulink软件对轮毂电机的转速控制进行仿真,对比分析了在加减速和负载转矩突变的情况下用作小型空轨车辆驱动轮的轮毂电机控制算法的性能。仿真结果表明,基于矢量控制策略,速度环采用模糊自适应PI算法与传统PI算法进行比较,小型空轨车辆转速控制的超调量减小3%,转速的稳定时间缩短。基于模糊自适应的轮毂电机控制算法满足小型空轨车辆的控制要求。     

基于模糊自适应PID控制的ATO系统控制算法

为了研究ATO系统控制算法的智能性和高效性,在传统PID算法的基础上,充分考虑到列车系统的非线性和复杂性,结合模糊控制理论能进行实时非线性调节的优点,提出了模糊自适应PID控制算法。并在Matlab/Simulink中建立了ATO系统的仿真模型和算法控制模块。将两种算法分别运用到ATO系统中,对目标速度曲线进行跟踪,从停车精度、追溯性、准时性、节能性、舒适性五个方面对二者的控制性能进行比较分析。仿真结果表明,将模糊自适应PID算法运用到ATO系统中,列车的控制性能能够很好地满足ATO系统的各个性能指标要求。     

基于全自动运行的智能站台门控制系统研究

站台门控制系统已在城市轨道交通线路中取得广泛应用，但随着城市轨道交通自动化运行水平的不断提高，国内全自动运行线路逐渐增多，既有站台门控制系统已难以满足全自动运行模式的运营需求。站台门控制系统既要实现与列车门的对位隔离，又要在可靠性和安全性方面满足SIL2的相关要求。针对全自动运行轨道交通线路，设计智能站台门控制系统，实现站台门与列车门的对位隔离，并采用“二取二”设计架构，提高站台门控制系统的可靠性和安全性；同时，支持多种车型混跑的运行场景，满足全自动运行轨道交通线路对站台门控制系统的要求。     

珠三角城际轨道交通ATO系统车门与站台门联动优化设计研究

珠三角城际轨道交通采用CTCS-2+ATO列车运行控制系统，ATO最主要的功能之一是满足列车车门与站台门系统的联动控制，实现站台门的防护。介绍现有珠三角城际轨道交通动车组类型、站台门现状、车门与站台门系统的联动条件、接口原理。针对珠三角城际公交化运营开行4辆编组动车的需求，基于不同编组、不同车门类型、不同运行交路情况下对车门与站台门联动控制提出3种优化设计方案。从规范符合性、运营使用习惯、既有线改造可实施性等角度对3种方案进行深入比较分析，对新建和既有运营线路分别提出推荐方案。研究结论满足珠三角城际轨道交通开行4辆编组动车的需求，并为其他城际铁路、市域铁路提供参考。     

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。     

全自动运行系统下站台门新增异物探测与控制功能方案研究

全自动运行(FAO)系统是城市轨道交通自动化的最高等级,站台门是全自动运行系统中与乘客直接接触的保障系统安全运行的重要设备,目前全自动运行系统下站台门新增功能需求与实施方案尚无规范标准可循。通过对全自动运行系统下站台门运营场景需求分析,得出站台门在全自动运行系统下间隙异物探测、车辆与站台门故障对位隔离和多就地控制盘(PSL)控制功能需求;针对传统的车辆与站台门间隙异物探测方案进行全自动运行系统适用性分析与比选,提出全自动运行系统站台门间隙异物探测技术要求及发展方向;对实现列车门与滑动门故障对位隔离控制功能的信息传输通道和控制模式进行研究分析,并对此运营场景的客流引导播报方案提出新的思路。同时,确定了全自动运行系统下站台门PSL位置和数量的设置原则。