綜合舒適度模擬試驗(yàn)臺氣壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與算法研究.pdf

1、我國高速軌道交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，高速、安全、舒適是現(xiàn)如今高速軌道交通運(yùn)輸體系的核心競爭力。列車在線路上高速運(yùn)行時，由于列車交會及通過隧道等，會引起列車周圍空間劇烈的氣壓變化，這種劇烈的氣壓變化會通過車體門窗的密封不嚴(yán)及空調(diào)換氣系統(tǒng)等傳遞到列車內(nèi)部，進(jìn)而影響旅客的乘坐舒適性。
　　綜合舒適度模擬試驗(yàn)臺氣壓控制系統(tǒng)的主要功能是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用先進(jìn)測控技術(shù)來可重復(fù)性模擬復(fù)現(xiàn)高速列車在運(yùn)行時車內(nèi)氣壓的典型變化工況，進(jìn)而研究旅客的乘坐舒適性與車

2、內(nèi)氣壓變化的關(guān)系。本論文的主要工作是根據(jù)氣壓控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和現(xiàn)場條件，設(shè)計(jì)可行的系統(tǒng)總體方案，并針對氣壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行前期的控制系統(tǒng)控制算法設(shè)計(jì)與仿真研究。主要有如下幾個方面的研究內(nèi)容:
　　1、針對氣壓控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)以及試驗(yàn)臺現(xiàn)場的既有條件和設(shè)備，通過流量需求分析確定了系統(tǒng)的總體方案，其中包括氣路實(shí)施方案和測控方案，并結(jié)合所設(shè)計(jì)的方案闡明了系統(tǒng)的工作原理，對主要設(shè)備進(jìn)行了選型和性能介紹。
　　2、根據(jù)所設(shè)計(jì)

3、的系統(tǒng)硬件方案，結(jié)合流體力學(xué)等基礎(chǔ)理論知識，針對氣壓控制系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備及部件建立數(shù)學(xué)模型，主要包括:正負(fù)壓儲氣罐、試驗(yàn)車體、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、氣動閥門及氣路管道。
　　3、利用氣壓控制系統(tǒng)加載波形曲線的周期性重復(fù)的特點(diǎn)，確定了系統(tǒng)采用迭代學(xué)習(xí)控制算法。通過理論推導(dǎo)得出了迭代學(xué)習(xí)控制輸入初值與算法收斂速度的關(guān)系;在對氣壓控制系統(tǒng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)特性分析的基礎(chǔ)上，建立了氣壓控制系統(tǒng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，并設(shè)計(jì)了包括工況匹配算法和迭代學(xué)習(xí)控制輸入初

4、值尋優(yōu)算法的大數(shù)據(jù)尋優(yōu)迭代學(xué)習(xí)控制算法。
　　4、利用MATLAB/Simulink軟件根據(jù)數(shù)學(xué)模型結(jié)果建立了氣壓控制系統(tǒng)的實(shí)物抽象仿真模型，并完成了大數(shù)據(jù)尋優(yōu)ILC控制算法的軟件實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了控制算法與仿真模型的互聯(lián)，最終建立了氣壓控制系統(tǒng)實(shí)物抽象-算法仿真模型。
　　5、利用LabVIEW虛擬儀器平臺進(jìn)行系統(tǒng)的測控軟件設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室完成了測控軟件的初步調(diào)試，并到現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備安裝。
　　通過與PID控制、模糊控制及傳統(tǒng)