列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ATO)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的核心。ATO的功能主要是計(jì)算合理的列車(chē)控制量,控制列車(chē)發(fā)車(chē),調(diào)整運(yùn)行速度,完成站內(nèi)停車(chē)。相比于人工駕駛需要長(zhǎng)期學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累,ATO可以直接提高控車(chē)水平,標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行操縱,對(duì)外界干擾快速響應(yīng),能夠保證列車(chē)運(yùn)行的安全、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適、節(jié)能等性能指標(biāo),因此研究列車(chē)自動(dòng)駕駛算法具有重要意義。本文以高速列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)為研究對(duì)象,以在保證列車(chē)安全舒適運(yùn)行的前提下實(shí)現(xiàn)高精度的速度跟蹤與精確停車(chē)為控制目標(biāo),根據(jù)列車(chē)牽引計(jì)算模型建立列車(chē)控制模型,設(shè)計(jì)了基于自抗擾控制的高速列車(chē)自動(dòng)駕駛算法。為了進(jìn)一步提高控制器的控制精度和魯棒性,引入滑模面和滑�？刂坡蓪�(duì)自抗擾結(jié)構(gòu)中的誤差反饋控制律部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)采用線性形式的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)的估計(jì)和補(bǔ)償,并且減少了可調(diào)參數(shù),配合應(yīng)用指數(shù)趨近律,以提高削弱抖振的效果。通過(guò)Matlab仿真實(shí)驗(yàn),在不同線路條件下對(duì)自抗擾控制器和滑模自抗擾控制器的性能進(jìn)行了驗(yàn)證和比較分析。為了更真實(shí)地模擬列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程,利于工程推廣應(yīng)用,考慮牽引與制動(dòng)系統(tǒng)的延遲特性,結(jié)合列車(chē)牽引計(jì)算模型和牽引制動(dòng)系統(tǒng)模型建立列車(chē)時(shí)滯控制模型。在滑模自抗擾...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 列車(chē)自動(dòng)駕駛的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 列車(chē)自動(dòng)駕駛離線優(yōu)化算法
        1.2.2 列車(chē)自動(dòng)駕駛在線跟蹤控制算法
    1.3 自抗擾控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究工作
第2章 高速列車(chē)系統(tǒng)分析
    2.1 列車(chē)牽引計(jì)算模型
        2.1.1 列車(chē)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.1.2 列車(chē)牽引力
        2.1.3 列車(chē)制動(dòng)力
        2.1.4 列車(chē)基本運(yùn)行阻力
        2.1.5 列車(chē)線路附加阻力
        2.1.6 剛性多質(zhì)點(diǎn)模型
    2.2 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)
        2.2.1 列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)
        2.2.2 列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的功能
    2.3 高速列車(chē)自動(dòng)駕駛控制過(guò)程分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 自動(dòng)駕駛控制算法原理分析
    3.1 自抗擾控制原理
        3.1.1 經(jīng)典PID算法分析
        3.1.2 自抗擾控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制原理
        3.2.1 滑模控制基本原理
        3.2.2 滑�？刂贫墩駟�(wèn)題
    3.3 滑模自抗擾控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于滑模自抗擾控制的自動(dòng)駕駛跟蹤算法研究
    4.1 列車(chē)控制模型
    4.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 自抗擾控制器設(shè)計(jì)
        4.2.2 滑模自抗擾控制器設(shè)計(jì)
    4.3 仿真分析
        4.3.1 列車(chē)參數(shù)與約束條件
        4.3.2 仿真結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于列車(chē)時(shí)滯模型的滑模自抗擾控制算法設(shè)計(jì)
    5.1 列車(chē)牽引與制動(dòng)系統(tǒng)模型
    5.2 列車(chē)時(shí)滯模型狀態(tài)空間方程建立
    5.3 基于列車(chē)時(shí)滯模型的滑模自抗擾控制器設(shè)計(jì)
        5.3.1 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
        5.3.2 滑�？刂坡稍O(shè)計(jì)
    5.4 仿真結(jié)果與分析
        5.4.1 列車(chē)參數(shù)與約束條件
        5.4.2 仿真結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3827905