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基于模糊PID算法的安全ATO系统研究
| 论文题名： | 基于模糊PID算法的安全ATO系统研究 |
| 关键词： | 模糊PID控制;城市轨道交通;列车自动驾驶系统;同步倒机逻辑;嵌入式系统 |
| 摘要： | 本文是对城市轨道交通领域列车自动驾驶ATO系统的研究设计。ATO系统原本是一个安全无关的系统，论文为其设计搭建了一个基于TMS570LS20216处理器的二乘二取二的安全硬件平台，并合理的设计了同步倒机逻辑，同时通过仿真比较选择了模糊PID的控制算法，更好的追踪目标曲线。在软件平台中移植了μc/os-Ⅱ操作系统，后对该平台进行了测试验证。论文完整的描述了设计制作一个嵌入式系统的理论分析、仿真比较、硬件设计、软件设计、测试验证等一系列过程。 本文总共分为六个部分: 第一章为绪论部分。主要介绍了城市轨道交通信号系统制式的发展现状，当前国内外的主流供货商，以及移动闭塞制式的工作原理。 第二章简单介绍了列车自动驾驶ATO系统。其中主要描述了ATO系统的整体结构，较为详细的说明了当前工程中使用的ATO系统的主要功能和工作原理。 第三章是算法仿真分析部分。简单介绍了经典PID算法和模糊算法的基本概念，并结合这两者的优点形成了更高效率的模糊PID算法。同时还使用了MATLAB的simulink工具箱，基于一个两站一区间的简单模型，对经典PID算法和模糊PID算法分别进行仿真，并比较结果。 第四章是安全ATO系统的硬件平台设计实现部分。经过比较双机热备、三取二、二乘二取二这3种结构，选择了最适合本文安全平台的二乘二取二结构，设计了1系2系的倒机逻辑，并论述了其安全性和可靠性。详细阐述了硬件平台各个模块的电路图设计原理，对于关键单元（判断电路）进行实物测试验证，使用Cadence软件完成PCB设计，制板并焊接元器件。 第五章是系统软件平台的设计实现部分。详细叙述了μc/os-Ⅱ操作系统的移植过程和使用条件，简单描述了主程序和子程序的基本内容。然后烧写程序，对整个平台进行测试验证。并从上位机的串口收发工具中选取收到的40组数据，对目标曲线、仿真结果和实际输出数据进行了比较。 第六章对论文所做的工作进行总结，分析了论文的主要内容，并对本平台的进一步改善提出了自己的见解。 |
| 作者： | 黄苏苏 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 戴胜华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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