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综合舒适度模拟试验台气压控制系统设计与算法研究
| 论文题名： | 综合舒适度模拟试验台气压控制系统设计与算法研究 |
| 关键词： | 高速列车;综合舒适度;模拟试验台;气压控制系统 |
| 摘要： | 我国高速轨道交通事业蓬勃发展，高速、安全、舒适是现如今高速轨道交通运输体系的核心竞争力。列车在线路上高速运行时，由于列车交会及通过隧道等，会引起列车周围空间剧烈的气压变化，这种剧烈的气压变化会通过车体门窗的密封不严及空调换气系统等传递到列车内部，进而影响旅客的乘坐舒适性。 综合舒适度模拟试验台气压控制系统的主要功能是在实验室内利用先进测控技术来可重复性模拟复现高速列车在运行时车内气压的典型变化工况，进而研究旅客的乘坐舒适性与车内气压变化的关系。本论文的主要工作是根据气压控制系统的技术指标和现场条件，设计可行的系统总体方案，并针对气压控制系统的设计方案进行前期的控制系统控制算法设计与仿真研究。主要有如下几个方面的研究内容: 1、针对气压控制系统的技术指标以及试验台现场的既有条件和设备，通过流量需求分析确定了系统的总体方案，其中包括气路实施方案和测控方案，并结合所设计的方案阐明了系统的工作原理，对主要设备进行了选型和性能介绍。 2、根据所设计的系统硬件方案，结合流体力学等基础理论知识，针对气压控制系统关键设备及部件建立数学模型，主要包括:正负压储气罐、试验车体、风机系统、气动阀门及气路管道。 3、利用气压控制系统加载波形曲线的周期性重复的特点，确定了系统采用迭代学习控制算法。通过理论推导得出了迭代学习控制输入初值与算法收敛速度的关系;在对气压控制系统历史运行数据的大数据特性分析的基础上，建立了气压控制系统历史运行数据库，并设计了包括工况匹配算法和迭代学习控制输入初值寻优算法的大数据寻优迭代学习控制算法。 4、利用MATLAB/Simulink软件根据数学模型结果建立了气压控制系统的实物抽象仿真模型，并完成了大数据寻优ILC控制算法的软件实现，实现了控制算法与仿真模型的互联，最终建立了气压控制系统实物抽象-算法仿真模型。 5、利用LabVIEW虚拟仪器平台进行系统的测控软件设计，在实验室完成了测控软件的初步调试，并到现场进行设备安装。 通过与PID控制、模糊控制及传统ILC的对比仿真分析，本文设计的大数据寻优ILC算法具有更快的收敛速度、更高的控制精度。进一步仿真结果表明:本文设计的大数据寻优ILC算法具有良好的变工况适应性和寻优特性，同时还具有较强的模型摄动自补偿能力。 |
| 作者： | 屈国庆 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 陈春俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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