中低速磁浮列车操纵策略及运行优化算法

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作者 周艳丽 欧阳瑞祺 +3 位作者 陆荣秀 崔俊锋 王琦 杨辉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期11-20,共10页

中低速磁浮列车线路坡度起伏大,运行环境复杂,为改善其运行优化效果,提出一种基于改进蜣螂优化算法的中低速磁浮运行优化方法。首先,针对线路特点提出“多次惰行”的操纵策略;其次,构建一种考虑准时性、节能性和舒适度的中低速磁浮列车... 中低速磁浮列车线路坡度起伏大,运行环境复杂,为改善其运行优化效果,提出一种基于改进蜣螂优化算法的中低速磁浮运行优化方法。首先,针对线路特点提出“多次惰行”的操纵策略;其次,构建一种考虑准时性、节能性和舒适度的中低速磁浮列车运行优化模型;然后,运用Cubic混沌映射和反向学习策略对蜣螂优化算法进行种群初始化,同时设计线性自适应种群分配比提升算法收敛速度;最后,利用基准测试函数与传统智能优化算法进行对比测试,并基于某磁浮线路进行实例仿真。实验结果表明:改进的算法不仅在求解复杂函数上有良好寻优性能,同时实例仿真中各项性能指标均有效提升,具有较好的参考意义和实用价值。 展开更多

关键词 中低速磁浮 操纵策略 运行优化 蜣螂优化算法

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动车组制动过程多模型自适应PID控制 被引量：8

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作者 杨辉 严瑾 张坤鹏 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期42-48,共7页

动车组制动性能受制动模式、运行环境、线路条件及乘务员操纵策略等因素影响,如何建立动车组制动过程的有效模型是实现动车组安全可靠制动的基础。基于CRH2系列380AL型动车组制动特性曲线和运行数据,采用数据驱动建模方法,建立多个局部... 动车组制动性能受制动模式、运行环境、线路条件及乘务员操纵策略等因素影响,如何建立动车组制动过程的有效模型是实现动车组安全可靠制动的基础。基于CRH2系列380AL型动车组制动特性曲线和运行数据,采用数据驱动建模方法,建立多个局部线性模型来描述动车组制动过程动态特性。基于累计误差最小的切换策略在线选择最佳匹配模型,并采用模糊自适应PID算法调节车速和准确停车。仿真结果表明:所提出的方法具有较好制动性能,可确保动车组高效安全节能运行。 展开更多

关键词 动车组 制动过程 多模型 自适应控制 PID控制

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基于多工况ANFIS模型的高速动车组运行速度控制 被引量：3

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作者 付雅婷 杨辉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期33-40,共8页

高速动车组运行环境复杂多变,其运行过程需在牵引、制动和惰行工况中多次切换,难以建立有效的控制模型实现动车组安全、正点、高效运行。借鉴ANFIS在复杂系统建模的优势,结合动车组牵引/制动特性曲线和实际运行数据,建立高速动车组运行... 高速动车组运行环境复杂多变,其运行过程需在牵引、制动和惰行工况中多次切换,难以建立有效的控制模型实现动车组安全、正点、高效运行。借鉴ANFIS在复杂系统建模的优势,结合动车组牵引/制动特性曲线和实际运行数据,建立高速动车组运行过程多工况ANFIS模型,设计相应的动车组运行速度控制器。与基于全局ANFIS模型和基于线性多模型的控制对比试验表明:基于多工况ANFIS模型的高速动车组运行控制具有更高的精度和控制效果,保障了动车组在各种工况下的安全运行。 展开更多

关键词 高速动车组 多工况模型 自适应神经模糊推理系统 运行速度控制

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存在扰动和时滞的高速列车自适应制动控制 被引量：5

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作者 谭畅 李毅清 杨辉 《华东交通大学学报》 2021年第4期64-71,126,共9页

为了保障高速列车的安全可靠运行,文章以存在未知扰动和输入时滞的高速列车制动系统为被控对象,设计了新的高速列车制动系统模型参考自适应控制策略,实现了对给定速度曲线的渐近跟踪。首先,通过分析高速列车制动系统的原理和动态特性,... 为了保障高速列车的安全可靠运行,文章以存在未知扰动和输入时滞的高速列车制动系统为被控对象,设计了新的高速列车制动系统模型参考自适应控制策略,实现了对给定速度曲线的渐近跟踪。首先,通过分析高速列车制动系统的原理和动态特性,建立了存在扰动和时滞的高速列车制动系统状态空间模型;其次,充分利用模型参考自适应控制善于处理系统不确定性和外界扰动的能力,结合状态预测,设计了状态反馈控制器,使其在存在未知扰动和输入时滞时仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪;最后基于CRH380AL型高速列车在济南—青岛段的数据开展仿真验证,仿真结果表明文章设计的高速列车制动控制系统具有理想的稳定和渐近跟踪特性,能克服未知参数和有界扰动的影响,具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 高速列车 制动系统 输入时滞 未知扰动 模型参考自适应控制 渐近跟踪

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动车组的多变量非线性预测控制研究 被引量：6

5

作者 耿睿 李中奇 杨辉 《华东交通大学学报》 2021年第2期61-66,142,共7页

通过分析动车组的牵引-制动系统,建立动车组的各动力单元的线性模型,考虑到动车组运行过程中空气阻力、未知干扰等非线性因素,将实际输出与线性模型输出的误差描述为未建模动态,将动车组运行过程这一非线性问题描述成为线性模型与非线... 通过分析动车组的牵引-制动系统,建立动车组的各动力单元的线性模型,考虑到动车组运行过程中空气阻力、未知干扰等非线性因素,将实际输出与线性模型输出的误差描述为未建模动态,将动车组运行过程这一非线性问题描述成为线性模型与非线性未建模动态两部分组成的集成模型,利用BP神经网络在线估计未建模动态项,利用递推辨识算法在线更新模型参数。在控制器设计中将广义预测控制器、未建模动态补偿器相结合,设计了多变量非线性广义预测控制器。基于CRH380A型动车组为对象进行仿真,实现了对给定速度的高精确跟踪控制,以及动车组的准时、舒适、安全的运行要求。 展开更多

关键词 动车组 未建模动态 BP神经网络 非线性广义预测控制

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基于改进多目标差分进化算法的城轨列车速度曲线优化 被引量：1

6

作者 周艳丽 徐硕 杨辉 《华东交通大学学报》 2023年第5期76-82,共7页

城轨列车速度曲线研究对于优化列车运行过程具有重要的作用。为得到更好的城轨列车速度曲线优化效果,本文针对列车运行准时性、运行能耗和舒适度3个目标,提出一种基于改进多目标差分进化算法的速度曲线优化方法。首先,建立城轨列车运行... 城轨列车速度曲线研究对于优化列车运行过程具有重要的作用。为得到更好的城轨列车速度曲线优化效果,本文针对列车运行准时性、运行能耗和舒适度3个目标,提出一种基于改进多目标差分进化算法的速度曲线优化方法。首先,建立城轨列车运行过程的多目标优化模型;然后,通过采用精英镜像初始化策略、引入参数自适应和多变异策略,提升多目标差分进化(MODE)算法的性能,并通过与其他6种对比算法在ZDT系列测试函数上所得的反世代距离评价指标(IGD)值进行比较,验证了所提算法的优越性;最后,结合南昌地铁一号线某区间真实线路数据进行仿真。结果表明,改进的MODE算法(IMODE)相较于对比算法在综合性能方面具有一定优势,同时在列车节能优化问题中具有较强的实用性。 展开更多

关键词 城轨列车 速度曲线 多目标优化 差分进化算法

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基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制

7

作者 谭畅 张耒耒 +1 位作者 杨辉 章俊辉 《华东交通大学学报》 2023年第3期77-87,共11页

针对高速列车运行过程中因不确定运行阻力和模型误差等因素产生的系统误差,提出了新的基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制策略,实现了其对给定目标速度曲线的渐近跟踪。首先通过动力学分析,基于特征建模方法和参数辨识,建立了存... 针对高速列车运行过程中因不确定运行阻力和模型误差等因素产生的系统误差,提出了新的基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制策略,实现了其对给定目标速度曲线的渐近跟踪。首先通过动力学分析,基于特征建模方法和参数辨识,建立了存在系统误差的高速列车特征模型;其次,利用扩张状态观测器对系统误差的估计能力,设计了基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制器,并结合广义最小方差方法对控制器参数进行了优化,使其在存在系统误差时仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪。该控制策略能够有效处理系统误差带来的不确定性,提高控制精度,从而保障高速列车的安全可靠运行。为了验证本文所提方法的有效性,以CRH380A型高速列车为被控对象进行仿真实验。仿真结果表明设计的补偿控制方法在列车存在未知系统误差的情况下仍能保证理想的控制性能。 展开更多

关键词 高速列车 特征模型 参数辨识 扩张状态观测器 黄金分割自适应控制 广义最小方差

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考虑轮轨黏着的高速列车多目标速度曲线优化

8

作者 付雅婷 朱宏涛 《华东交通大学学报》 2023年第5期59-67,共9页

高速列车运行环境复杂多变,现有的给定运行速度目标曲线主要考虑列车运行的安全性和正点性,难以改善列车的其他运行性能。为了满足高速列车日益增加的行车需求,并改善列车的运行性能,针对安全、节能、正点及舒适多个目标,考虑轮轨间最... 高速列车运行环境复杂多变,现有的给定运行速度目标曲线主要考虑列车运行的安全性和正点性,难以改善列车的其他运行性能。为了满足高速列车日益增加的行车需求,并改善列车的运行性能,针对安全、节能、正点及舒适多个目标,考虑轮轨间最优黏着,提出一种改进的多目标运行速度优化方法。首先,在满足区间限速以及列车动力学模型约束的前提下,建立安全、节能、正点、舒适4个评价指标,构成高速列车运行过程多目标优化模型;其次,在节能模型中考虑轮轨间黏着的影响,优化牵引/制动力使得其保持在最优黏着范围内,节约运行能耗;最后,采用基于参考点的非支配排序的优化算法(NSGA-Ⅲ)对多目标运行速度曲线进行优化。对真实线路的仿真验证表明,本文提出的考虑轮轨黏着的优化效果显著提高,尤其在节能方面;优化算法相较于GA和NSGA-Ⅱ,NSGA-Ⅲ算法在收敛效果和收敛速度上均为更优。 展开更多

关键词 高速列车 多目标优化 黏着 NSGA-Ⅲ

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基于双注意力机制的可见光-红外行人重识别

9

作者 魏克铭 韩星宇 +1 位作者 王辉 范自柱 《华东交通大学学报》 2024年第2期87-94,共8页

【目的】由于可见光图像和红外图像之间的巨大模态差异,导致可见光-红外行人重识别是一项非常具有挑战性的图像检索问题。【方法】为了进一步减小两种模态之间的差异,重点关注行人信息,提出一种基于双注意力机制的网络结构用于可见光-... 【目的】由于可见光图像和红外图像之间的巨大模态差异,导致可见光-红外行人重识别是一项非常具有挑战性的图像检索问题。【方法】为了进一步减小两种模态之间的差异,重点关注行人信息,提出一种基于双注意力机制的网络结构用于可见光-红外行人重识别。一方面通过双注意力机制挖掘不同尺度的行人空间信息和增强局部特征的通道交互能力,另一方面利用全局分支和局部分支,学习多粒度的特征信息,使不同粒度信息可以相互补充,形成一个更具辨别性的特征。【结果】在两个公共数据集上的实验结果表明,该方法相较于基线有明显的提升,在RegDB数据集和SYSU-MM01数据集上均表现出理想的性能。【结论】该方法可为以后解决可见光-红外行人重识别的模态差异问题提供有效的参考。 展开更多

关键词 可见光-红外行人重识别 注意力机制 缓解模态差异

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基于多通道输入和1DCNN-LSTM的道岔转辙机故障诊断 被引量：4

10

作者 付雅婷 温世明 +1 位作者 杨辉 伍迎节 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期98-106,共9页

针对三相交流道岔转辙机故障诊断问题,提出一种基于多通道输入和一维卷积神经网络(1DCNN)-长短期记忆神经网络(LSTM)的故障诊断方法。首先使用经验模态分解算法对动作功率信号进行分解,获得若干个尺度特征不同的固有模态函数信号;其次... 针对三相交流道岔转辙机故障诊断问题,提出一种基于多通道输入和一维卷积神经网络(1DCNN)-长短期记忆神经网络(LSTM)的故障诊断方法。首先使用经验模态分解算法对动作功率信号进行分解,获得若干个尺度特征不同的固有模态函数信号;其次建立基于1DCNN和LSTM的组合故障诊断模型,使用1DCNN提取功率信号中的局部特征,使用LSTM选择性提取局部特征中的长距离特征;然后通过所建模型诊断出道岔转辙机的故障类型,并结合t-分布随机近邻嵌入展示诊断效果;最后与经典的诊断方法进行对比分析。对比实验结果表明:本方法在道岔转辙机故障诊断中具有较高的准确性和稳定性,且具有较好的泛化性。 展开更多

关键词 道岔转辙机故障诊断 多通道输入 卷积神经网络 长短期记忆网络 t-分布随机近邻嵌入

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高速列车牵引电机自适应故障诊断研究 被引量：3

11

作者 谭畅 申欣艳 杨辉 《华东交通大学学报》 2021年第3期67-74,共8页

为保证高速列车的安全高效运行,设计一种基于多模型方法的高速列车故障诊断与调节策略,实现了对未知牵引电机故障的准确诊断和给定速度曲线的渐近跟踪。首先,通过分析常见的牵引电机故障,建立故障模式集,得到每种故障模式下的高速列车... 为保证高速列车的安全高效运行,设计一种基于多模型方法的高速列车故障诊断与调节策略,实现了对未知牵引电机故障的准确诊断和给定速度曲线的渐近跟踪。首先,通过分析常见的牵引电机故障,建立故障模式集,得到每种故障模式下的高速列车参数化模型;再基于每种故障模式下的参数化模型设计自适应估计器,得到估计器集,并基于估计误差设计性能损失函数进行高速列车牵引电机自适应故障诊断;最后根据诊断出的故障模式和大小等信息设计高速列车自适应故障调节控制器,保证系统稳定和对给定速度曲线的渐近跟踪。仿真结果表明,设计的高速列车自适应故障诊断与调节策略能有效地实现对未知牵引故障的诊断和补偿。 展开更多

关键词 高速列车 牵引电机故障 诊断与调节 多模型自适应

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