城軌列車自動駕駛控制算法及其實(shí)現(xiàn).pdf

1、軌道交通系統(tǒng)作為城市綜合交通不可或缺的一部分，面臨著不斷增長的城市人口壓力及交通需求，亟待更加先進(jìn)的自動化交通管理方式。列車自動駕駛系統(tǒng)作為軌道交通自動化的重要組成部分，能夠保證列車在安全、準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行的前提下，自動控制列車運(yùn)行，并具備良好的節(jié)能效果。列車自動駕駛是未來城市軌道交通發(fā)展的必然趨勢，它的研究有著重要意義。
　　列車自動駕駛系統(tǒng)(ATO)的主要工作原理是:ATO算法首先考慮列車運(yùn)行過程中的約束規(guī)則和列車的優(yōu)化操縱原則，離線

2、生成列車優(yōu)化操縱曲線;在此基礎(chǔ)上，采用在線控制算法使列車按照優(yōu)化操縱曲線運(yùn)行。為此，本文首先建立了列車牽引計(jì)算模型，并介紹列車優(yōu)化操縱的策略，確定了全新的地鐵舒適性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，然后提出了將模糊與預(yù)測控制相結(jié)合，用于解決列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)控制問題，最后搭建了嵌入式ATO車載平臺。
　　受嵌入式平臺的CPU限制，ATO控制算法應(yīng)具備計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn)。因此，本文針對預(yù)測控制在線優(yōu)化存在計(jì)算量大的缺點(diǎn)，采用模糊控制規(guī)則對其進(jìn)行改進(jìn)。AT

3、O控制算法以舒適性和精確停車為目標(biāo)，采用動態(tài)矩陣預(yù)測方法，建立列車運(yùn)行預(yù)測模型和預(yù)測反饋控制環(huán)節(jié);同時(shí)設(shè)計(jì)了合理的隸屬度函數(shù)和模糊控制規(guī)則，搭建了基于預(yù)測控制和模糊控制相結(jié)合的列車運(yùn)行控制流程圖。在此基礎(chǔ)上，對該ATO控制算法進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn)，并選取西安地鐵二號線完成了仿真驗(yàn)證，通過與常規(guī)PID控制器的對比，舒適性和停車指標(biāo)有較大的改善。
　　最后，基于WinCE操作系統(tǒng)，用C++語言進(jìn)行了編程，將該算法移植到嵌入式系統(tǒng)中，完成了嵌