基于灰色理論的列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國鐵路的不斷高速發(fā)展，列車的運(yùn)行速度以及行車密度也在不斷提高，在這個(gè)大背景下，傳統(tǒng)的駕駛模式已經(jīng)變得很難滿足列車運(yùn)行的各項(xiàng)要求。因此，為了滿足提高列車運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)性，提高旅客舒適度，降低能耗等要求，需要開發(fā)更為智能的ATO(Automatic Train Operation,列車自動(dòng)駕駛)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的運(yùn)行控制。本文通過分析研究列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法和灰色控制理論，對(duì)這兩種算法在ATO系統(tǒng)上的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究

2、。
　　對(duì)應(yīng)用于 ATO系統(tǒng)的算法研究現(xiàn)狀以及取得成果進(jìn)行說明后，指出現(xiàn)有研究算法的不足。然后在分析了ATO系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及功能需求之后，結(jié)合灰色理論的研究對(duì)象特點(diǎn)，證明了ATO系統(tǒng)具備灰色理論所研究對(duì)象的灰色性特點(diǎn)，可以應(yīng)用灰色理論對(duì)其進(jìn)行控制。論文在分析了ATO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能之后，設(shè)計(jì)基于灰色理論的速度控制器，設(shè)計(jì)的速度控制器主要分為三大模塊：進(jìn)行 ATO系統(tǒng)相關(guān)預(yù)測(cè)功能的灰色預(yù)測(cè)模塊、對(duì)初步預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行校正的校正模塊以及輸

3、出控制指令的灰色決策模塊。此外，論文采用粒子群算法優(yōu)化生成 ATO目標(biāo)速度曲線，利用設(shè)計(jì)的速度控制器跟隨該優(yōu)化曲線對(duì)列車運(yùn)行進(jìn)行控制。從而滿足列車運(yùn)行安全性、準(zhǔn)時(shí)性、旅客舒適性、能耗等各方面的要求。
　　論文最后對(duì)所設(shè)計(jì)的速度控制器在 Matlab環(huán)境下進(jìn)行仿真，在仿真階段，通過實(shí)際線路數(shù)據(jù)驗(yàn)證了系統(tǒng)的性能。將本文所設(shè)計(jì)速度控制器的控制性能與傳統(tǒng)PID控制器的控制效果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明所選擇算法可以滿足 ATO系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)要求，