快速路入口匝道ALINEA控制器的迭代反饋整定方法研究.pdf

1、快速路交通流量的增加使得城市交通擁擠日趨嚴(yán)重，快速路的運(yùn)行效率和安全性也因此大為降低。目前，入口匝道控制被公認(rèn)為是緩解快速路交通擁擠最為有效的措施。它是通過控制匝道處進(jìn)入快速路的車輛數(shù)，以保證快速路交通流運(yùn)行在最佳狀態(tài)。實(shí)踐表明，基于傳統(tǒng)PID的ALINEA控制，控制律形式簡單，以良好的控制效果成為當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種入口匝道控制方法。
　　 然而，基于PID反饋的ALINEA方法在參數(shù)的選取上存在兩點(diǎn)局限性：一是當(dāng)系統(tǒng)完全未

2、知且沒有任何先驗(yàn)知識可用時(shí)，參數(shù)的選取往往采用試湊的方法，具有一定盲目性。二是系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，當(dāng)外界擾動較大時(shí)，控制器參數(shù)不能自動適應(yīng)這種變化，需要人為地重新選取。
　　 基于以上問題，本文將迭代反饋整定技術(shù)（IFT）引入到局部入口匝道的ALINEA控制器中，以此對ALINEA控制器的參數(shù)進(jìn)行自動整定。論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 （1）研究了局部入口匝道ALINEA控制器的IFT參數(shù)自動整定方法。該方法本質(zhì)

3、上是基于無模型的，即無需已知系統(tǒng)模型的結(jié)構(gòu)，只需要獲得閉環(huán)系統(tǒng)的輸入輸出（I/O）信息，就可根據(jù)給出的最優(yōu)性能指標(biāo)迭代地調(diào)整ALINEA中的控制增益，這從根本上解決了ALINEA的控制參數(shù)或增益選取盲目性問題。仿真結(jié)果表明，應(yīng)用基于IFT的局部入口匝道ALINEA控制方法對環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，與單純的ALINEA方法相比，此方法使系統(tǒng)擁有更精確的控制效果。
　　 （2）當(dāng)某一路段缺乏下游檢測器時(shí)，需利用實(shí)測的上游占有率估算出當(dāng)

4、前的下游占有率。因此，本文研究了局部入口匝道基于上游占有率的ALINEA控制器的IFT參數(shù)整定方法。它可根據(jù)道路的實(shí)時(shí)上游占有率數(shù)據(jù)來估算當(dāng)前的下游占有率，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的自整定，使受控路段主線下游占有率漸近的收斂于期望值。
　　 （3）在某些情況下，占有率與密度的換算關(guān)系往往比較復(fù)雜。相應(yīng)的，直接基于交通流量的控制方法，會使得控制目標(biāo)更為明確，控制問題更加簡單。因此，本文研究了局部入口匝道基于流量的ALINEA控制器的IFT參數(shù)整定