高速列車自動(dòng)駕駛能夠降低列車長時(shí)間高速度、高密度運(yùn)行時(shí)駕駛員的疲勞強(qiáng)度,消除駕駛員水平不同帶來的差異,保證列車按計(jì)劃準(zhǔn)確地自動(dòng)運(yùn)行。區(qū)間目標(biāo)速度跟蹤和定點(diǎn)停車是ATO(Automatic Train Operation,列車自動(dòng)駕駛)技術(shù)的重要功能。區(qū)間目標(biāo)速度跟蹤需要列車保證安全舒適運(yùn)行的同時(shí),進(jìn)行速度曲線的高精度跟蹤,跟蹤精度對停車誤差會(huì)產(chǎn)生直接影響。若停車誤差過大,對有屏蔽門的高速站臺(tái)會(huì)影響乘客上下車,造成列車晚點(diǎn)等諸多問題;因此,研究利用最優(yōu)預(yù)見控制實(shí)現(xiàn)高速列車自動(dòng)駕駛運(yùn)行過程中的目標(biāo)速度曲線跟蹤和定點(diǎn)停車具有重要意義。本文以ATO系統(tǒng)為研究對象,運(yùn)用列車運(yùn)行控制理論與方法,深入分析列車運(yùn)行過程,針對列車牽引制動(dòng)系統(tǒng)具有延時(shí)滯后特性,利用線性動(dòng)態(tài)方程建立列車數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合相關(guān)定理,對列車模型進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)證。由于列車模型存在臨界極點(diǎn),在選取合適的狀態(tài)反饋矩陣后進(jìn)行系統(tǒng)極點(diǎn)配置,使建立的列車模型穩(wěn)定。在準(zhǔn)點(diǎn)率、舒適性、停車精度和能耗等ATO性能指標(biāo)的約束條件下,利用CPSO(Chaotic Particle Swarm Optimization,混沌粒子群)算法優(yōu)化列車運(yùn)行過程,...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 列車自動(dòng)駕駛技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 預(yù)見控制算法的研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
2 列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及列車數(shù)學(xué)模型
    2.1 列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)
        2.1.1 ATO系統(tǒng)技術(shù)要求
        2.1.2 ATO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能
        2.1.3 ATO系統(tǒng)工作原理
    2.2 ATO系統(tǒng)性能指標(biāo)
    2.3 列車數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 列車牽引制動(dòng)特性
        2.3.2 列車運(yùn)行阻力
        2.3.3 列車剛性多質(zhì)點(diǎn)模型
        2.3.4 列車牽引與制動(dòng)系統(tǒng)模型
3 列車自動(dòng)駕駛過程目標(biāo)曲線的優(yōu)化生成
    3.1 混沌粒子群算法
        3.1.1 粒子群算法基本原理
        3.1.2 混沌優(yōu)化理論
        3.1.3 混沌粒子群優(yōu)化算法
    3.2 混沌粒子群算法優(yōu)化列車運(yùn)行曲線
        3.2.1 列車運(yùn)行過程優(yōu)化分析
        3.2.2 列車運(yùn)行過程目標(biāo)曲線的優(yōu)化生成
4 基于最優(yōu)預(yù)見控制算法的列車速度曲線跟蹤控制
    4.1 最優(yōu)預(yù)見控制原理
    4.2 最優(yōu)預(yù)見控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 列車模型狀態(tài)空間方程的建立
        4.2.2 穩(wěn)定性分析及極點(diǎn)配置法
        4.2.3 最優(yōu)預(yù)見控制算法設(shè)計(jì)
    4.3 控制器約束條件
        4.3.1 安全性約束
        4.3.2 舒適性約束
        4.3.3 控制輸入約束
    4.4 仿真結(jié)果與分析
        4.4.1 仿真參數(shù)選取
        4.4.2 控制器仿真結(jié)果分析
5 引入擾動(dòng)觀測器的列車自動(dòng)駕駛最優(yōu)預(yù)見跟蹤控制
    5.1 擾動(dòng)觀測器設(shè)計(jì)
        5.1.1 擾動(dòng)觀測器原理
        5.1.2 擾動(dòng)觀測器設(shè)計(jì)
    5.2 仿真結(jié)果與分析
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3894443