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基于节能优化的列车自动驾驶算法研究
| 论文题名： | 基于节能优化的列车自动驾驶算法研究 |
| 关键词： | 列车自动驾驶;粒子群算法;优化目标曲线;预测函数控制 |
| 摘要： | 随着社会的进步和发展,人们对列车运行安全、时间和舒适度的要求不断提高,与此同时,计算机、通信和控制技术得到巨大的发展。于是,人们开始研究应用这些先进的技术,设计实现列车自动驾驶系统,代替司机的操作,实现列车的自动驾驶,达到安全、准时、节能、准确停车和舒适的目的。 本文在对列车自动驾驶系统的结构、功能和工作原理的深入研究基础上,对列车运行过程中的工况和在各种工况下的受力情况进行了分析,明确了工况转换的原则,并对驾驶策略进行了研究。采用数学的方法对列车自动驾驶过程进行了描述,建立了节能优化操纵的数学模型。采用CRH-2型动车组的数据,以数学模型为基础,在模拟线路上应用粒子群优化算法对列车运行过程进行优化。所得ATO目标曲线基本满足了列车运行过程中对安全性、准时性、舒适性和准确停车的要求,同时节约了能耗。然后,根据实际情况,提出对速度控制器的性能要求,并应用MATLAB,设计了ATO系统仿真软件。文中采用预测函数控制作为核心算法,设计了ATO系统的速度控制器,并与广义预测控制算法设计的速度控制器进行对比、分析,结果表明前者在鲁棒性、稳定性和超调等方面优于后者。从而,验证了将预测函数控制算法应用到列车自动驾驶系统中的可行性。 研究结果表明,采用以上方法设计的ATO系统仿真软件,适用于不同线路和列车,可有效降低天气、路况等不确定因素对列车运行带来的影响,能够满足列车自动驾驶的各项指标。 |
| 作者： | 王玉 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 郭进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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