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文檔簡介
1、我國城市軌道交通進(jìn)入蓬勃發(fā)展時期,多數(shù)城市都在建或預(yù)建城市軌道交通以緩解城市日益嚴(yán)峻的交通運(yùn)營負(fù)載,隨著中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的建設(shè),中國城市軌道交通將會迎來更快的發(fā)展。列車自動駕駛系統(tǒng)ATO(Automatic Train Operation)作為列車運(yùn)行控制系統(tǒng)三個子系統(tǒng)之一,其主要功能是代替司機(jī)操作,完成列車速度自動調(diào)整、車門屏蔽門控制、精確停車以及停站時間管理等功能。
論文主要就ATO系統(tǒng)的速度自動調(diào)整功能進(jìn)行分析,自動調(diào)速是
2、ATO系統(tǒng)的最主要功能之一,控制列車跟隨ATS(Automatic Train Supervision)下達(dá)的列車速度等級曲線運(yùn)行,保證列車準(zhǔn)點(diǎn)、舒適、節(jié)能和精確停車等運(yùn)行指標(biāo)。
本文首先對列車行駛過程中可能遇到的干擾和系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析,包括列車牽引特性、控制時間特性、坡道換算、空轉(zhuǎn)滑行檢測和列車質(zhì)量矯正等,建立列車動力學(xué)模型并分析模型參數(shù)的取值變化,為控制算法提供理論基礎(chǔ)。
在列車動力學(xué)模型基礎(chǔ)上,以速度跟隨性
3、和準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行為直接控制目標(biāo),建立GPC-PID串級控制算法,內(nèi)環(huán)控制以目標(biāo)等級速度曲線作為跟隨輸入,采用PID控制算法自動調(diào)整列車速度跟隨目標(biāo)速度。本文從衰減率和衰減角頻率角度建立PID算法參數(shù)整定的方法,并比較衰減率不同與分別采用Kp,1/Ti,Kp/Ti,K2p/Ti對衰減角頻率取極大值四種策略時對系統(tǒng)動態(tài)特性和跟隨性的影響。外環(huán)控制以準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行作為控制目標(biāo),采用廣義預(yù)測控制GPC(Generalized Predictive Cont
4、rol)算法對內(nèi)環(huán)輸入量即目標(biāo)速度進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)時分調(diào)整,并分析GPC控制參數(shù)隨速度的取值變化。對列車精確停車和舒適性指標(biāo),本文分別通過速度包絡(luò)和Jerk率限制的控制策略來保證。通過對列車運(yùn)行時分的合理規(guī)劃和目標(biāo)等級曲線節(jié)能性優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)整個城市軌道交通體系的節(jié)能運(yùn)營。
控制算法參數(shù)的理論整定值,并不一定能夠?qū)崿F(xiàn)控制品質(zhì)的最優(yōu)。通過對列車動力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗辨識,使模型參數(shù)更加精確從而通過模型整定的控制參數(shù)更好的貼合實(shí)際系統(tǒng)的控制特性
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