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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究 被引量：1
1
作者 侯涛 魏建鹏 牛宏侠 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期38-50,共13页
针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设... 针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设计扩张状态观测器对高速列车运行过程中所受的内部和外部的未知干扰进行估计和补偿;然后,通过采用预设性能函数把系统跟踪误差转换为一个变化误差,并控制变化误差在一定的范围,间接保证了系统跟踪误差始终在预先设定的范围内;其次,设计非奇异终端滑模面和高速列车自动驾驶系统速度控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差可以在有限时间内收敛于平衡点;最后,结合CRH3型列车参数和郑西高铁中西安北站—渭南北站段(950.620~1010.970km)实际线路数据,分别在没有干扰和有白噪声干扰的情况下对设计的控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车控制方法对速度和位移的跟踪精度较自抗扰的控制方法和非奇异终端滑模的控制方法有显著的提高,且对列车受到的干扰能够精确地估计和补偿,实现了对列车的运行期望曲线的高精度跟踪。该研究可以提高高速列车速度控制系统的鲁棒性和控制精度,为高速列车提供一种新的速度控制技术方案。 展开更多
关键词 自动驾驶 预设性能控制 非奇异终端滑模控制 高速列车 扩张状态观测器
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车底周转视角下地铁列车区间运行时间节能分配方法
2
作者 李晓明 李恩龙 +2 位作者 赵东升 乔珂 赵鹏 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第8期79-88,134,共11页
牵引能耗是城市轨道交通系统中最主要的能源消耗,减少牵引能耗可有效降低运营成本。本研究基于区间运行时间与牵引能耗的相关关系,提出以周转牵引能耗最小化为目标的区间运行时间节能分配方法,通过合理分配区间运行冗余时间实现能耗优... 牵引能耗是城市轨道交通系统中最主要的能源消耗,减少牵引能耗可有效降低运营成本。本研究基于区间运行时间与牵引能耗的相关关系,提出以周转牵引能耗最小化为目标的区间运行时间节能分配方法,通过合理分配区间运行冗余时间实现能耗优化。首先,在满足线路受力与运行时间约束的前提下,采用离散仿真法建立单区间内列车运行时间与牵引能耗的关系模型;然后,构建区间运行时分优化模型,并设计基于迭代寻优的冗余时间分配算法,以科学调整各区间的运行时间,从而降低牵引能耗。以实际地铁线路为案例进行验证,结果表明:在保证运力不变的前提下,优化方案可使单车次牵引能耗降低7.57%。所构建方法具有实用性和应用价值,为城市轨道交通节能运行图的制定提供了技术支持。 展开更多
关键词 城市轨道交通 区间运行时间 列车节能 运行控制 离散仿真
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虚拟轨道列车驾驶仿真平台开发
3
作者 万正阳 周和超 张济民 《都市快轨交通》 北大核心 2025年第2期31-38,共8页
虚拟轨道列车作为一种全新的城市轨道交通工具,近年来已经在我国株洲、宜宾等城市有了广泛的商业化运用。为了深入研究其行驶特性,需要针对其独有的无人、有人混合驾驶模式开发驾驶仿真平台。本文在SIMPACK中建立3节编组的虚拟轨道列车... 虚拟轨道列车作为一种全新的城市轨道交通工具,近年来已经在我国株洲、宜宾等城市有了广泛的商业化运用。为了深入研究其行驶特性,需要针对其独有的无人、有人混合驾驶模式开发驾驶仿真平台。本文在SIMPACK中建立3节编组的虚拟轨道列车系统动力学模型,针对不同驾驶模式分别开发模型预测控制算法和基于Logitech驾驶仿真硬件的驾驶员控制仿真模块,并结合Unreal Engine和Blender开发驾驶场景可视化界面,从而构成可以仿真虚拟轨道列车真实驾驶情况的仿真平台。仿真结果表明,开发的平台可以有效准确地仿真虚拟轨道列车不同驾驶模式下的行驶表现,具有较强的工程意义。 展开更多
关键词 虚拟轨道列车 动力学模型 预测控制 驾驶仿真平台 混合驾驶模式
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基于ASP-SAC算法的列车自动驾驶速度控制 被引量：2
4
作者 刘伯鸿 卢田 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2637-2648,共12页
随着经济建设的绿色转型以及人工智能的快速发展,城市轨道交通已成为居民日常出行的重要方式,在保障安全性、高效性和准点性的前提下,列车运行的节能性和舒适性需求也越来越被关注。合理的运行策略能够有效实现多种目标需求下的列车自... 随着经济建设的绿色转型以及人工智能的快速发展,城市轨道交通已成为居民日常出行的重要方式,在保障安全性、高效性和准点性的前提下,列车运行的节能性和舒适性需求也越来越被关注。合理的运行策略能够有效实现多种目标需求下的列车自动驾驶速度控制,强化学习作为一种智能决策方法,能够有效解决这一控制问题。首先,通过综合分析技术、安全性和乘客体验等方面的因素,基于专家经验动作划分和状态信息熵将软演员-评论家(SAC)改进为动作状态经验优先软演员-评论家(ASP-SAC)方法,用于研究列车自动驾驶速度控制问题。其次,将问题马尔可夫形式化,搭建了列车运行环境,确定了状态空间、动作空间以及基于目标控制的奖励函数。最后,以北京地铁亦庄线的一段区间数据为例进行试验,对ASP-SAC方法进行验证并与其他一些算法在相同环境下进行性能优劣比较。研究结果表明:该方法对于多目标控制需求下的列车自动驾驶速度控制问题具有可行性,与未改进前相比算法效率提高22.73%,与PPO算法相比提高29.17%,改进效果良好。同时,列车运行时在安全性、舒适性无误的情况下,准时性、精确性和节能性都强于SAC、DQN、PPO以及PID算法,其中能耗分别减少3.64%、5.62%、4.38%、7.35%,控制效果良好。此外,该方法亦具备鲁棒性,在列车自动驾驶速度控制方面具有一定的优越性和可参考性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 多目标控制 强化学习 ASP-SAC算法 速度控制
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基于自适应终端滑模的高速列车迭代学习速度控制 被引量：2
5
作者 张鑫 祝子钧 陈凯生 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期76-84,共9页
针对高速列车的速度追踪控制问题,充分利用列车运行的重复性,考虑工程应用中迭代初始状态不同和复杂的外部环境,提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的自适应非奇异终端滑模迭代学习控制算法,使系统在任意迭代初值时均能保证追踪精度... 针对高速列车的速度追踪控制问题,充分利用列车运行的重复性,考虑工程应用中迭代初始状态不同和复杂的外部环境,提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的自适应非奇异终端滑模迭代学习控制算法,使系统在任意迭代初值时均能保证追踪精度。提出一种时变非奇异终端滑模面以抑制初态误差影响,采用LESO估计并补偿列车扰动,设计自适应迭代更新律估计LESO的观测误差,设计全饱和自适应迭代控制律计算输入并将其约束于允许范围内。建立类Lyapunov的复合能量函数,通过严格的数学分析证明其迭代域的差分负定性和有界性,证明所设计的时变滑模面可实现渐进收敛,并证明追踪误差在滑模面内可在有限时间内收敛至平衡点。将本文提出的算法与滑模控制、变增益迭代学习控制、自抗扰控制等算法进行比较。仿真结果表明:无论是否存在迭代初始误差,在相同的条件下,本文提出的算法较其他算法具有更强的抗干扰能力,速度追踪精度提高90%及以上,停车误差可迭代收敛至001 m。 展开更多
关键词 高速列车 列车自动驾驶 自适应迭代学习控制 扩张状态观测器 初值问题
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具有未知时变参数城轨列车的精准停车鲁棒控制
6
作者 李茂青 朱胜杰 +2 位作者 林俊亭 高云波 岳丽丽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期65-72,共8页
列车运行情况复杂多变,使得列车质量、基本运行阻力及线路状况等参数难以精确获得且随着列车运行存在明显的时变特性。列车模型参数的不确定性和时变特性会对列车的精准停车性能产生重要的影响。在动车组多质点动力学模型的基础上,根据L... 列车运行情况复杂多变,使得列车质量、基本运行阻力及线路状况等参数难以精确获得且随着列车运行存在明显的时变特性。列车模型参数的不确定性和时变特性会对列车的精准停车性能产生重要的影响。在动车组多质点动力学模型的基础上,根据Lyapunov再设计方法设计了一种非线性列车鲁棒控制器。该控制器将系统中的不确定性因素视为等价干扰,并设计相应的鲁棒补偿项。根据参数的先验区间,设计的鲁棒补偿项能够抑制模型估计误差,使得列车的位置和速度跟踪误差快速收敛,最终实现精准停车的控制目标;同时,也证明了系统的最终一致有界稳定性。最后,选取城市轨道交通场景进行仿真验证,仿真结果表明:本文提出的控制方法在列车模型参数未知且时变情景下也能实现对期望停车曲线的快速、精确追踪,表现出较强的鲁棒特性。 展开更多
关键词 列车自动运行 多质点模型 精准停车 鲁棒控制 未知时变参数 最终一致稳定性
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基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制仿真研究 被引量：3
7
作者 刘浩德 陈峰 杨岳 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1345-1354,共10页
联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用。为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架。从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的... 联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用。为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架。从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的数据结构、功能逻辑和联锁控制仿真算法,实现了铁路车站联锁的逻辑控制及人机交互仿真。采用面向对象的层次分级法,设计铁路车站设备三维模型的层次结构。通过创建预制体并修改其组件的方式,构建铁路车站列车运行三维虚拟场景模型。结合铁路线路逻辑模型,提出了面向联锁控制的列车运行虚拟寻路算法和列车运动驱动算法,利用该算法进行列车各车辆空间位置和姿态的连续计算,实现了在三维场景下铁路列车的启动,加减速运动,定点停车、换道等功能。在此基础上,在Unity引擎环境下开发了基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制虚拟仿真系统,该系统支持铁路车站联锁控制人机交互仿真,并可在铁路车站三维场景中的不同视角下,以可视化方式观察信号设备状态变化以及列车的动态运行情况。通过给定的站内列车调度计划表,利用所开发的系统进行了铁路车站联锁控制及列车运行三维仿真。仿真实例表明,所采用的方法及技术方案在车站联锁的仿真演练与培训学习方面具有良好的应用前景和实际意义。 展开更多
关键词 铁路车站 列车运行 联锁控制 虚拟仿真 三维场景
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基于安全风险预测的自动驾驶自适应巡航控制优化 被引量：1
8
作者 汪敏 涂辉招 +2 位作者 薛东飞 李浩 李千山 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期512-519,共8页
从周边车辆运动学状态参数和道路设施条件参数中提取场景特征指标和安全风险度量指标,采用极端梯度提升模型(XGboost)和长短时记忆模型(LSTM)进行安全风险预测,由此提出基于安全风险预测的自动驾驶自适应巡航控制(ACC)优化方法,并选取... 从周边车辆运动学状态参数和道路设施条件参数中提取场景特征指标和安全风险度量指标,采用极端梯度提升模型(XGboost)和长短时记忆模型(LSTM)进行安全风险预测,由此提出基于安全风险预测的自动驾驶自适应巡航控制(ACC)优化方法,并选取碰撞发生概率、速度平均值、速度标准差3种指标评价ACC表现。通过Prescan和Simulink联合仿真推演,验证了ACC优化方法的合理性和有效性。结果表明,基于安全风险预测的ACC优化方法的控制表现优于一般ACC;利用LSTM预测安全风险,相比XGboost具有更好的ACC优化表现;预测安全风险时增加道路设施条件参数,显著提升了ACC表现,降低了自动驾驶碰撞发生概率。 展开更多
关键词 交通运输 自动驾驶 安全风险预测 控制优化 仿真推演
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基于精准停车及节能优化的列车速度跟随控制 被引量：1
9
作者 彭云龙 康元磊 +1 位作者 于逸尘 李杰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第6期215-220,共6页
[目的]列车自动运行系统可以通过控制列车各执行机构实现列车的自主行驶,对节约轨道交通系统的运行成本、提高列车运行安全保障极为重要。针对单一控制方法在列车自动运行速度跟随控制过程中停车准确性较低,未能兼顾能耗优化等问题,提... [目的]列车自动运行系统可以通过控制列车各执行机构实现列车的自主行驶,对节约轨道交通系统的运行成本、提高列车运行安全保障极为重要。针对单一控制方法在列车自动运行速度跟随控制过程中停车准确性较低,未能兼顾能耗优化等问题,提出了一种列车自动运行速度跟随控制策略。[方法]所提方法在传统PID(比例-积分-微分)控制的基础上,通过模糊控制器对PID参数进行在线整定调节,并针对列车精准停车及运行节能分别进行算法设计。当列车运行至停车点附近时,停止使用基于预设目标速度的速度反馈控制方式,转而计算精准停车所需加速度,并进行加速度反馈控制以提高停车精准性。同时在列车巡航过程中设计了一种牵引-惰行循环的节能巡航工况,在检测列车符合相应巡航条件后,采用该工况实现整体运行能耗的优化。[结果及结论]在MATLAB/Simulink仿真软件中建立了列车及控制器的仿真模型,通过与PID控制及模糊自适应PID控制在精准停车、节能等性能指标的对比,验证了所提方法和模型的有效性。 展开更多
关键词 城市轨道交通 列车自动运行 模糊自适应控制 速度跟随控制 精准停车 节能优化
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市域铁路列车自动折返效率提升方法研究 被引量：3
10
作者 崔佳诺 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第5期165-169,188,共6页
市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应... 市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应用于莞惠城际的CTCS2+ATO列控系统虽然具备半自动折返功能,但无法满足市域3 min的站后自动折返间隔要求。CTCS2+ATO列控系统应增加自动折返功能,以满足市域铁路需求。建议车载ATP实现快速换端、快速启机,减少换端过程耗时;建议车载ATO实现快速发车、快速运行、快速停车,减少运行过程耗时;建议CTC实现自动办理折入进路、自动办理折出进路,减少进路办理耗时;建议为不同编组列车设置不同的停车点,提升不同编组列车的折返效率;建议优化折返站的车站股道有效长和车站咽喉区长度,尽量减小折返进路长度,提升折返效率。通过以上改进措施,经过实验室验证,可以满足市域铁路的3 min折返间隔要求。 展开更多
关键词 市域铁路 列车控制系统 列车自动防护 列车自动驾驶 自动折返 快速启动
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高速动车组数据驱动无模型自适应积分滑模预测控制 被引量：5
11
作者 李中奇 周靓 杨辉 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期194-210,共17页
同许多复杂系统一样,动车组(Electric multiple unit,EMU)运行过程也具有多变量、强耦合以及非线性等特性,这严重影响着列控系统的性能.针对包含外部扰动的动车组自动驾驶系统,提出一种新型的多输入多输出(Multi-input-multi-output,MI... 同许多复杂系统一样,动车组(Electric multiple unit,EMU)运行过程也具有多变量、强耦合以及非线性等特性,这严重影响着列控系统的性能.针对包含外部扰动的动车组自动驾驶系统,提出一种新型的多输入多输出(Multi-input-multi-output,MIMO)数据驱动积分滑模预测控制(Integral sliding mode predictive control,ISMPC)算法.首先,该算法基于与动车组运行过程等效的全格式动态线性化(Full format dynamic linearization,FFDL)数据模型,设计一种离散积分滑模控制(Integral sliding mode control,ISMC)律.为了使系统能够获得更高的输出跟踪误差精度,利用模型预测控制(Model predictive control,MPC)代替ISMC的切换控制,进一步推导出ISMPC算法.同时,通过对FFDL数据模型的未知扰动、参数误差等不确定项进行延时估计,提升了算法的控制性能和对系统的等价描述程度.在提供两种算法的稳定性证明分析之后,以实验室配备的CRH380A型动车组仿真实验台对提出的ISMC和ISMPC算法进行仿真测试,并与其他方法进行对比,仿真结果表明ISMPC算法控制性能较好,动车组各动力单元速度跟踪误差均在±0.132 km/h以内,满足列车的跟踪精度需求;控制力和加速度分别在[-52 kN,42 kN]和±0.9249 m/s2以内且变化平稳. 展开更多
关键词 列车自动驾驶 数据驱动控制 速度跟踪 积分滑模控制 模型预测控制 全格式数据模型
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全自动运行线路智能运控系统设计方案 被引量：1
12
作者 李德堂 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第10期290-293,共4页
[目的]随着城市轨道交通装备产业技术的快速发展和应用的不断成熟,城市轨道交通运营自动化程度不断提升。全自动运行系统因其具有高安全、高可靠、高效率的优势正被很多城市采用。全自动运行系统在提升运营安全与效率的同时,对行车调度... [目的]随着城市轨道交通装备产业技术的快速发展和应用的不断成熟,城市轨道交通运营自动化程度不断提升。全自动运行系统因其具有高安全、高可靠、高效率的优势正被很多城市采用。全自动运行系统在提升运营安全与效率的同时,对行车调度员在融合分析与智能决策、应对复杂运营场景能力、扩展段场管理职责等方面提出了全新要求。为辅助行车调度员更快速、更高效地获取信息并作出决策,需对ATS(列车自动监控)系统进行智能化功能扩展。[方法]基于全自动运行线路安全智慧化运营、智能应急决策、智能应急处置等运营需求,提出了全自动运行线路智能运控系统。介绍了智能运控系统的方案构建,系统架构及系统外部接口,并对行车融合信息拓展、供电臂行车卡控、全自动运行图编辑、客流分析与行车评估、故障及应急指挥以及段场智能协同等功能模块的性能优化设计进行了深入分析。[结果及结论]深圳地铁16号线智能运控系统运用实践表明,对全自动运行线路ATS系统进行智能化功能扩展后,不仅提升了线路运营效率,更增强了全自动运行系统的安全性和可靠性,显著提升了运营管理智能化水平、系统对复杂运营环境的适应能力和对突发事件的快速反应能力。 展开更多
关键词 城市轨道交通 全自动运行系统 列车自动监控 智能运控系统 行车调度
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通用列车运行模拟软件系统研究 被引量：93
13
作者 毛保华 何天键 +3 位作者 袁振洲 刘海东 赵立宁 陈志英 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期1-6,共6页
列车运行控制是运输系统设计与列车工作组织的重要内容。本文探讨了通用型铁路列车运行牵引过程模拟问题，开发了一套可用于不同机车类型、不同闭塞制式、不同列车参数条件的通用模拟软件。系统重点探讨了给定时分条件下列车操纵策略优... 列车运行控制是运输系统设计与列车工作组织的重要内容。本文探讨了通用型铁路列车运行牵引过程模拟问题，开发了一套可用于不同机车类型、不同闭塞制式、不同列车参数条件的通用模拟软件。系统重点探讨了给定时分条件下列车操纵策略优化的模型及其启发式解法，初步实现了不同条件下列车运行的优化。此外，文章对电力机车进行了实例分析，所建立的系统对于分析给定区段条件下提高列车运行速度的可行性有重要实际意义。 展开更多
关键词 列车牵引计算 列车运行控制 列车提速
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基于自适应终端滑模控制的城轨列车精确停车算法 被引量：27
14
作者 王青元 吴鹏 +1 位作者 冯晓云 张彦栋 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期56-63,共8页
为研究城轨列车精确停车算法,本文深入分析列车自动停车过程,结合列车牵引计算模型和制动系统模型,提出城轨列车停车控制算法的设计目标,即在避免控制输入切换频繁的前提下实现高精度的速度跟踪效果。应用终端滑模控制原理设计列车停车... 为研究城轨列车精确停车算法,本文深入分析列车自动停车过程,结合列车牵引计算模型和制动系统模型,提出城轨列车停车控制算法的设计目标,即在避免控制输入切换频繁的前提下实现高精度的速度跟踪效果。应用终端滑模控制原理设计列车停车控制算法,并引入参数自适应机制,增强控制系统的自适应性。引入扰动观测器,进一步增强系统的抗干扰能力。仿真结果表明,基于扰动观测器的自适应终端滑模控制停车算法表现出良好的鲁棒性和自适应性。在系统模型具备参数不确定性和外部扰动的情况下,控制系统都能保证高精度的停车,提高了乘坐的舒适性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 自适应终端滑模控制 跟踪控制 精确停车 扰动观测器
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基于CBTC的列车自动驾驶控制算法 被引量：21
15
作者 陈荣武 刘莉 诸昌钤 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2649-2651,共3页
基于通信的列车控制系统是列车控制系统技术的发展方向。讨论了基于CBTC的列车自动控制系统的基本结构和功能,指出传统控制方法不能适应列车运行参数的非线性和时变性,而采用智能控制方法较为有效,对基于专家系统的ATO系统、基于模糊控... 基于通信的列车控制系统是列车控制系统技术的发展方向。讨论了基于CBTC的列车自动控制系统的基本结构和功能,指出传统控制方法不能适应列车运行参数的非线性和时变性,而采用智能控制方法较为有效,对基于专家系统的ATO系统、基于模糊控制的ATO系统和基于模糊神经网络的ATO系统等几种速度控制算法进行了分析和建模。 展开更多
关键词 基于通信的列车控制系统 列车自动驾驶 自动速度控制 智能控制 控制算法
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考虑ATP限速的ATO控制算法研究 被引量：22
16
作者 王义惠 罗仁士 +1 位作者 于振宇 宁滨 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期59-64,共6页
一般列车自动运行(ATO)控制算法不直接考虑列车自动防护系统(ATP)限速的约束,因此可能造成列车在正常运行情况下的紧急停车。本文提出一种基于模型预测控制MPC(Model Predictive Control)的ATO控制算法,在控制器设计中直接考虑ATP限速约... 一般列车自动运行(ATO)控制算法不直接考虑列车自动防护系统(ATP)限速的约束,因此可能造成列车在正常运行情况下的紧急停车。本文提出一种基于模型预测控制MPC(Model Predictive Control)的ATO控制算法,在控制器设计中直接考虑ATP限速约束,能够保证在ATO控制列车正常运行情况下不会触发ATP紧急制动,从而提高列车运行效率和舒适度。仿真结果表明该方法是有效的。 展开更多
关键词 列车自动控制 模型预测控制 ATP限速
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基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略 被引量：16
17
作者 王龙生 徐洪泽 +1 位作者 张梦楠 段宏伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期53-60,共8页
本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块... 本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块化技术和显式模型预测控制,降低算法的计算量,以提高硬件实现的可行性。前者通过固定一定时间段内的控制量,对输入序列进行分块化,降低控制器的自由度;后者通过离线设计和在线综合的方法减少算法的在线计算时间。最后利用Matlab仿真软件环境下的MPT 3.0扩展工具箱对所提控制策略进行数值仿真。结果表明:该控制器能在列车运行安全约束下,合理分配动车组各车厢的牵引力和制动力,保障列车准时及节能高效地运行,同时所提出的改进算法能有效降低计算量。 展开更多
关键词 列车自动驾驶ATO 模型预测控制 分段仿射系统 混合系统
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刮板输送机张力自动控制系统的仿真研究 被引量：24
18
作者 毛君 张东升 师建国 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第16期4474-4476,4484,共4页
设计了一种刮板输送机链条张力的自动控制系统,构造了使用这种控制系统的刮板输送机的动力学模型和数学模型。设计了链条张力自动控制的PID模糊控制器,用实例分析了各种工况下张力控制系统的性能,仿真分析表明刮板输送机在正常运行中、... 设计了一种刮板输送机链条张力的自动控制系统,构造了使用这种控制系统的刮板输送机的动力学模型和数学模型。设计了链条张力自动控制的PID模糊控制器,用实例分析了各种工况下张力控制系统的性能,仿真分析表明刮板输送机在正常运行中、具有软启动或可控启动的启动过程中,这种张力控制系统具有较好的适应性和稳定性。 展开更多
关键词 刮板输送机 链条张力 自动控制 仿真
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考虑列车追踪的自动驾驶控制算法 被引量：7
19
作者 王鹏玲 王青元 +2 位作者 崔恒斌 马磊 冯晓云 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1045-1051,共7页
为了研究追踪列车安全、平稳的操纵策略,在分析列车间相互纵向动力学关系的基础上,提出了列车追踪模型.列车在不同情况下控制目标有所不同:单独运行模式下以最优速度模式曲线运行,追踪运行模式下保证安全追踪间隔运行.为了实现不同的控... 为了研究追踪列车安全、平稳的操纵策略,在分析列车间相互纵向动力学关系的基础上,提出了列车追踪模型.列车在不同情况下控制目标有所不同:单独运行模式下以最优速度模式曲线运行,追踪运行模式下保证安全追踪间隔运行.为了实现不同的控制目标,采用模型预测控制的分层结构,结合二次型优化算法实现最优列车速度控制.以CRH2型列车、武广线为例验证该模型的有效性.仿真结果表明,本文方法可使追踪列车安全性得到有效提高,且当使加速度控制在-0.75～0.5 m/s2之间,加加速度控制在-0.5～0.5 m/s3之间时,乘车舒适性得到了有效的保障. 展开更多
关键词 列车自动控制 模型预测控制 列车追踪
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干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的方案研究 被引量：21
20
作者 徐效宁 李一楠 +1 位作者 刘磊 刘德超 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2017年第7期78-83,共6页
研究目的:随着珠三角城际铁路的开通,自动驾驶首次在大铁领域得到应用,它能实现列车运行自动控制,提高系统自动化程度和运输效率。由于干线铁路状况更加复杂,如何在干线铁路中应用自动驾驶尚未有明确的技术方案。基于此,本文主要分析干... 研究目的:随着珠三角城际铁路的开通,自动驾驶首次在大铁领域得到应用,它能实现列车运行自动控制,提高系统自动化程度和运输效率。由于干线铁路状况更加复杂,如何在干线铁路中应用自动驾驶尚未有明确的技术方案。基于此,本文主要分析干线铁路的特点和自动驾驶的需求,提出干线铁路CTCS-2级列控系统融合ATO的技术方案。研究结论:(1)干线铁路应用自动驾驶最可行的自动化等级应为GoA 2级,即半自动化驾驶运行模式;(2)干线铁路应实现的自动驾驶功能主要为区间自动驾驶、区间运行自动调整、进站对标停车和车门防护;(3)考虑干线铁路的特点和既有设备的变动要求,干线铁路C2系统融合ATO在工程实施中推荐采用基于司机估值的技术方案;(4)本研究成果可为干线线路列控系统引入自动驾驶提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 干线铁路 列控系统 列车自动驾驶(ATO) CTCS2+ATO
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