基于PSO-PID模型的城市轨道交通精确停车设计 被引量：1

1

作者 夏从东 王笑天 渠军 《现代城市轨道交通》 2024年第9期44-49,共6页

随着我国城市轨道交通的快速发展,全自动驾驶已成为该领域的重要发展方向,精确停车技术作为衡量全自动驾驶性能的重要指标之一,其重要性日益凸显。为深入探索并提升列车的精确停车能力,文章基于列车动力学模型,结合MATLAB仿真软件中的SI... 随着我国城市轨道交通的快速发展,全自动驾驶已成为该领域的重要发展方向,精确停车技术作为衡量全自动驾驶性能的重要指标之一,其重要性日益凸显。为深入探索并提升列车的精确停车能力,文章基于列车动力学模型,结合MATLAB仿真软件中的SIMULINK模块,构建列车运行仿真环境,以获取并分析列车运行仿真曲线,并搭建基于PID控制和基于PSO-PID控制2种不同的控制仿真模型进行对比分析。实验结果表明,相较于传统的PID控制方法,基于PSOPID控制可将停车精度由偏差1.02 m优化至偏差0.26 m,这一显著改进充分证明PSO-PID控制可更加有效的提升列车停车精度。 展开更多

关键词 城市轨道交通 精确停车 MATLAB PSO-PID

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城轨列车自适应精确停车控制算法研究 被引量：41

2

作者 罗仁士 王义惠 +1 位作者 于振宇 唐涛 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期64-68,共5页

停车精度是衡量列车自动驾驶控制性能的重要指标。本文根据城轨列车的制动模型设计自适应控制器,对列车进行精确停车控制。此控制器可以针对模型参数未知和由于设备老化或环境所造成列车制动模型参数变化的情况进行自适应调整,使列车可... 停车精度是衡量列车自动驾驶控制性能的重要指标。本文根据城轨列车的制动模型设计自适应控制器,对列车进行精确停车控制。此控制器可以针对模型参数未知和由于设备老化或环境所造成列车制动模型参数变化的情况进行自适应调整,使列车可以精确跟踪理想停车曲线,达到既定的停车要求。理论分析和仿真结果验证了所提出的自适应算法的有效性。 展开更多

关键词 城轨列车 精确停车 自适应控制 ATO

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基于自适应终端滑模控制的城轨列车精确停车算法 被引量：25

3

作者 王青元 吴鹏 +1 位作者 冯晓云 张彦栋 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期56-63,共8页

为研究城轨列车精确停车算法,本文深入分析列车自动停车过程,结合列车牵引计算模型和制动系统模型,提出城轨列车停车控制算法的设计目标,即在避免控制输入切换频繁的前提下实现高精度的速度跟踪效果。应用终端滑模控制原理设计列车停车... 为研究城轨列车精确停车算法,本文深入分析列车自动停车过程,结合列车牵引计算模型和制动系统模型,提出城轨列车停车控制算法的设计目标,即在避免控制输入切换频繁的前提下实现高精度的速度跟踪效果。应用终端滑模控制原理设计列车停车控制算法,并引入参数自适应机制,增强控制系统的自适应性。引入扰动观测器,进一步增强系统的抗干扰能力。仿真结果表明,基于扰动观测器的自适应终端滑模控制停车算法表现出良好的鲁棒性和自适应性。在系统模型具备参数不确定性和外部扰动的情况下,控制系统都能保证高精度的停车,提高了乘坐的舒适性。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 自适应终端滑模控制 跟踪控制 精确停车 扰动观测器

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基于预测控制的列车精确停车算法 被引量：6

4

作者 吴鹏 王青元 +1 位作者 梁志成 吴杰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第12期3600-3603,共4页

精确停车是评价列车自动驾驶性能的关键指标之一。在分析列车停车阶段运行情况的基础上,考虑制动模型的延迟特性和列车运行特性的约束条件,运用广义预测控制理论,将列车运行的参考速度和参考距离作为控制目标,结合控制量所需满足的约束... 精确停车是评价列车自动驾驶性能的关键指标之一。在分析列车停车阶段运行情况的基础上,考虑制动模型的延迟特性和列车运行特性的约束条件,运用广义预测控制理论,将列车运行的参考速度和参考距离作为控制目标,结合控制量所需满足的约束条件,设计了一种带约束的多目标预测控制器,以提高停车精度和列车运行的舒适性。通过仿真实例表明,该控制器不仅可以使列车精确跟踪停车目标曲线,达到高精度的停车要求,而且使列车运行具有更高的舒适性。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 精确停车 预测控制 制动系统 舒适性

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精确停车引导系统设计方法研究 被引量：3

5

作者 姚国仲 姚林 +2 位作者 王建群 冉学均 李振山 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2012年第6期1236-1239,共4页

探讨了精确智能停车引导系统的基本框架、网络层次结构以及各部分的设计方法;对停车引导逻辑设计方法进行了原理性的研究,总结出停车引导逻辑的基本实施程序.就智能停车引导系统的实现进行了网络、硬件和软件开等方面的开发研究,总结出... 探讨了精确智能停车引导系统的基本框架、网络层次结构以及各部分的设计方法;对停车引导逻辑设计方法进行了原理性的研究,总结出停车引导逻辑的基本实施程序.就智能停车引导系统的实现进行了网络、硬件和软件开等方面的开发研究,总结出系统实现的方法.在北京翠微大厦地下停车场进行了精确停车引导系统的实验,验证系统的效果. 展开更多

关键词 停车场 引导逻辑 精确停车引导系统 网络结构 CAN

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机器学习在列车精确停车问题的应用 被引量：7

6

作者 周骥 陈德旺 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第25期226-230,共5页

列车精确停车是实现轨道交通自动控制系统的关键技术之一。传统的精确停车技术需要依赖于复杂的物理模型及昂贵的传感设备,且难以达到较高的精度。从数据本身出发,利用机器学习中高斯过程回归和Boosting回归算法对列车精确停车问题进行... 列车精确停车是实现轨道交通自动控制系统的关键技术之一。传统的精确停车技术需要依赖于复杂的物理模型及昂贵的传感设备,且难以达到较高的精度。从数据本身出发,利用机器学习中高斯过程回归和Boosting回归算法对列车精确停车问题进行了研究,并与线性回归方法进行了比较,实验表明,机器学习的方法对于解决列车精确停车问题是行之有效的。其中以高斯过程回归的性能最优,而基于梯度的Boosting回归方法在缺乏先验知识的条件下达到接近高斯过程回归的性能,在实际应用中具有更大的灵活性和适应性。 展开更多

关键词 列车精确停车 高斯过程 BOOSTING 回归

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城轨列车精确停车智能控制算法研究与仿真 被引量：12

7

作者 孟建军 刘震 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第23期257-264,共8页

随着我国城轨交通的大力发展,列车自动驾驶(ATO)系统在城轨列车中的应用越来越广泛,精确停车是衡量城轨列车自动驾驶性能重要指标之一。以精确停车、舒适性及能耗为指标,利用列车牵引计算知识建立列车运行多目标模型;利用遗传算法对该... 随着我国城轨交通的大力发展,列车自动驾驶(ATO)系统在城轨列车中的应用越来越广泛,精确停车是衡量城轨列车自动驾驶性能重要指标之一。以精确停车、舒适性及能耗为指标,利用列车牵引计算知识建立列车运行多目标模型;利用遗传算法对该模型进行优化,结合MATLAB仿真软件得出列车运行理想目标曲线;运用SIMULINK模块分别搭建基于PID控制的仿真模型、基于模糊PID控制的仿真模型以及基于预测模糊PID控制的仿真模型,得出相应的列车运行跟踪曲线,并进行比较。结果表明:较前两者,预测模糊PID控制能最大程度地提高列车的停车精度。 展开更多

关键词 精确停车 遗传算法 模糊PID 预测模糊PID

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ATO站台精确停车功能实现的制约因素分析 被引量：20

8

作者 王道敏 《铁路通信信号工程技术》 2012年第4期41-43,61,共4页

简要介绍ATO实现站台精确停车的关键,除采用合理的控车算法外,还需充分考虑列车的性能对列车停车精度的影响。

关键词 ATO 站台精确停车 列车性能

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基于自适应模糊滑模的列车精确停车制动控制算法 被引量：27

9

作者 何之煜 杨志杰 吕旌阳 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期122-129,共8页

针对高速列车自动驾驶系统精确进站停车问题,基于列车动力学模型和列车制动系统模型,设计1种自适应模糊滑模控制器,通过模糊切换以补偿列车运行过程中受到的基本阻力、线路附加阻力以及外部未知随机扰动等非线性扰动的影响。根据滑模控... 针对高速列车自动驾驶系统精确进站停车问题,基于列车动力学模型和列车制动系统模型,设计1种自适应模糊滑模控制器,通过模糊切换以补偿列车运行过程中受到的基本阻力、线路附加阻力以及外部未知随机扰动等非线性扰动的影响。根据滑模控制理论,利用列车运行过程中的状态偏差,设计基于跟踪误差的等效控制器,以求解列车制动等效控制量;考虑外部扰动,基于优秀司机驾驶经验的模糊推理规则,设计切换控制器,以得到精确控制量。采用本文控制算法对列车制动过程进行仿真验证,并与传统的PID控制和基于指数趋近律的滑模控制进行对比。结果表明:在考虑附加阻力和外部扰动情况下,自适应模糊滑模控制器能够柔化非线性切换控制信号,削弱滑模控制固有的抖振现象,实现对参考轨迹的精确跟踪,并最终实现精确停车;即使在列车制动系统实际控制输出出现偏差时,设计的控制器仍能控制列车精确跟踪参考制动曲线。 展开更多

关键词 自适应 模糊滑模控制器 精确停车 制动模型 抖振 鲁棒性 自动驾驶系统

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高速列车精确停车的鲁棒自触发预测控制 被引量：13

10

作者 刘晓宇 荀径 +1 位作者 高士根 阴佳腾 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期171-181,共11页

列车精确停车作为列车自动运行(Automatic train operation,ATO)系统的一项核心功能,对高速列车的安全和高效运行至关重要.本文针对高速列车停车过程的特点,考虑在避免控制输出频繁切换的前提下实现高精度的停车曲线跟踪,提出了基于模... 列车精确停车作为列车自动运行(Automatic train operation,ATO)系统的一项核心功能,对高速列车的安全和高效运行至关重要.本文针对高速列车停车过程的特点,考虑在避免控制输出频繁切换的前提下实现高精度的停车曲线跟踪,提出了基于模型预测控制(Model predictive control,MPC)的精确停车算法.针对列车停车过程中外部不确定性阻力干扰,采用鲁棒模型预测控制方法,提高对外部干扰的鲁棒性.引入自触发控制策略,以进一步减少控制输出的频繁切换,提高停车过程的舒适度.该方法不需要每个采样时间都求解线性约束二次规划问题,降低了对系统采样和通信能力的要求,提高了算法的实用性.分析结果表明,高速列车精确停车控制方法的稳定性和性能指标的次优性可以得到保证.基于高速列车实际运行数据的仿真结果验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 高速列车 列车自动运行 精确停车 模型预测控制 自触发控制

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高速列车精确停车的超扭曲非奇异终端滑模控制方法 被引量：3

11

作者 李中奇 张俊豪 唐博伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期83-91,共9页

为提升高速列车停车精度,考虑不确定性扰动对停车过程的影响,提出一种基于扩张状态观测器的终端滑模控制方法。该方法结合系统模型的输入输出信息,利用观测器估计扰动并反馈至控制器进行补偿,提高系统抗干扰能力的同时,使得控制器的设... 为提升高速列车停车精度,考虑不确定性扰动对停车过程的影响,提出一种基于扩张状态观测器的终端滑模控制方法。该方法结合系统模型的输入输出信息,利用观测器估计扰动并反馈至控制器进行补偿,提高系统抗干扰能力的同时,使得控制器的设计不依赖于精准的系统模型。构造非奇异终端滑模面设计控制器中的等效控制部分,实现系统状态跟踪误差在有限时间内收敛至零。为削弱控制转矩抖振,在滑模控制器的切换项部分引入超扭曲算法,实现了系统的平滑控制。通过稳定性分析证明了该控制方法的有限时间收敛性。仿真结果表明,本文方法既增强系统鲁棒性,也极大地提高了列车停车精度。 展开更多

关键词 精确停车 扩张状态观测器 超扭曲算法 非奇异终端滑模面

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地铁列车精确停车算法研究 被引量：2

12

作者 何浩洋 王昊 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第1期56-59,共4页

地铁列车停车精度是列车自动驾驶系统性能的重要指标。结合车辆参数、列车冲击、电空转换等性能建立了列车制动模型,并提出了利用在线识别的方式对每一列车的空气制动参数进行自学习,解决了不同列车因空气制动变化导致的制动异常问题,... 地铁列车停车精度是列车自动驾驶系统性能的重要指标。结合车辆参数、列车冲击、电空转换等性能建立了列车制动模型,并提出了利用在线识别的方式对每一列车的空气制动参数进行自学习,解决了不同列车因空气制动变化导致的制动异常问题,可较好地提高列车自动驾驶舒适性和精确停车模型的鲁棒性。通过仿真和实际工程项目结果分析,所提出的制动模型可保证列车的停车精度达到±0.25 m。 展开更多

关键词 地铁列车 精确停车 算法

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基于粒子群PID-Smith控制器的列车精确停车算法研究 被引量：2

13

作者 王杰胜 《科技与创新》 2023年第6期15-19,共5页

停车精度是评价列车自动驾驶系统的重要指标之一。为提高列车的停车精度,结合列车制动系统模型,针对列车在制动过程中由于外界扰动及模型参数变化造成停车不精准的问题,提出了一种将粒子群PID控制器和Smith控制器相结合的方法。通过粒子... 停车精度是评价列车自动驾驶系统的重要指标之一。为提高列车的停车精度,结合列车制动系统模型,针对列车在制动过程中由于外界扰动及模型参数变化造成停车不精准的问题,提出了一种将粒子群PID控制器和Smith控制器相结合的方法。通过粒子群PID控制器实现对列车理想制动曲线的追踪,再通过引入Smith控制器实现对系统时滞的补偿,降低系统时延,从而实现精确停车。采用MATLAB软件对该控制器进行验证分析,仿真结果表明,基于粒子群PID-Smith控制器的列车精确停车算法,不仅可以实现对理想制动曲线的精确跟踪,达到停车的高精度要求,同时系统结构简单,有较强的鲁棒性与适应性。 展开更多

关键词 列车制动模型 精确停车 粒子群PID控制器 Smith控制器

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上海轨道交通1号线01A02型列车ATO模式精确停车研究

14

作者 齐增强 朱飞 崔清岩 《电力机车与城轨车辆》 2020年第6期27-31,35,共6页

结合上海轨道交通1号线01A02型列车空气制动系统的升级替换,文章从影响精确停车的因素、制动系统性能参数优化等方面进行分析,对车辆的制动性能进行测试与确认,实现了车辆在ATO模式下的精确停车功能。针对首次ATO对门效果欠佳,分析原因... 结合上海轨道交通1号线01A02型列车空气制动系统的升级替换,文章从影响精确停车的因素、制动系统性能参数优化等方面进行分析,对车辆的制动性能进行测试与确认,实现了车辆在ATO模式下的精确停车功能。针对首次ATO对门效果欠佳,分析原因并提出了优化方案,经测试证明停车精度改善效果明显。 展开更多

关键词 空气制动系统 参数 优化 列车自动驾驶 精确停车

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基于自适应滑模控制的城际列车精确停车方法研究

15

作者 何兴隆 《电气化铁道》 2023年第5期74-77,共4页

停车精度是衡量列车自动驾驶控制性能的重要指标。针对城际轨道列车精确停车的需求,分析列车自动停车过程、列车动力学模型以及制动模型,在此基础上提出采用自适应滑模控制器来提高停车精度和列车运行舒适性;应用滑模控制原理设计列车... 停车精度是衡量列车自动驾驶控制性能的重要指标。针对城际轨道列车精确停车的需求,分析列车自动停车过程、列车动力学模型以及制动模型,在此基础上提出采用自适应滑模控制器来提高停车精度和列车运行舒适性;应用滑模控制原理设计列车停车控制算法,并对滑模控制中的趋近律增益进行自适应调节,以提高系统响应速度及改善稳态精度。仿真结果表明,基于自适应滑模控制的停车算法表现出良好的鲁棒性和自适应性,该控制器使列车能够精确地跟踪停车目标曲线,并改善列车的停车精度和运行舒适性。 展开更多

关键词 精确停车 滑模控制 自适应控制 列车自动驾驶

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电制动到零情况下的ATO精确停车

16

作者 张振 《自动化应用》 2023年第22期20-22,共3页

福州地铁5号线列车牵引和制动系统采用电制动到零方案。在信号系统调试过程中,ATO精确停车存在顿挫和后溜的问题。为此,本文采用现场试验、分析数据的方法,通过修改电制动退出时间,优化制动软件,解决ATO精确停车存在的问题,实现地铁列... 福州地铁5号线列车牵引和制动系统采用电制动到零方案。在信号系统调试过程中,ATO精确停车存在顿挫和后溜的问题。为此,本文采用现场试验、分析数据的方法,通过修改电制动退出时间,优化制动软件,解决ATO精确停车存在的问题,实现地铁列车电制动到零情况下的ATO精确停车。 展开更多

关键词 TGMT系统 电制动到零 ATO精确停车

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一种组合趋近律准滑模控制的列车停车算法 被引量：3

17

作者 陈东 牛宏侠 +2 位作者 王刚 宁正 张肇鑫 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期489-496,共8页

针对城轨列车运行过程外界未知干扰及运行周期中参数变动造成停车不准确的问题,设计准滑模变结构控制器和基于组合趋近律的控制算法,来实现停车控制。组合趋近律滑模控制是结合常规指数趋近律和变速趋近律2种趋近方式的优点,无需外加辅... 针对城轨列车运行过程外界未知干扰及运行周期中参数变动造成停车不准确的问题,设计准滑模变结构控制器和基于组合趋近律的控制算法,来实现停车控制。组合趋近律滑模控制是结合常规指数趋近律和变速趋近律2种趋近方式的优点,无需外加辅助控制器来消除抖振,结构简单。通过跟踪理想运动目标曲线,完成停车过程。研究结果表明:基于组合趋近律准滑模控制器在实现精确停车的同时,系统响应快,对外界干扰和不确定性具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 精确停车 离散时间系统 趋近律 准滑模控制

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列车车站停车的启发式自学习算法及仿真 被引量：2

18

作者 陈荣 陈德旺 《铁路计算机应用》 2013年第6期9-13,共5页

利用北京亦庄线采集的大量实际停车数据搭建了列车仿真模型,基于站内安装的固定应答器提供的定位信息提出了启发式学习算法动态调整控制器输出。通过仿真表明,启发式学习算法相对于传统的PID算法和无学习算法有较强的适应能力。在仿真... 利用北京亦庄线采集的大量实际停车数据搭建了列车仿真模型,基于站内安装的固定应答器提供的定位信息提出了启发式学习算法动态调整控制器输出。通过仿真表明,启发式学习算法相对于传统的PID算法和无学习算法有较强的适应能力。在仿真条件变化的情况下,能够将停车误差控制在±30 cm范围内。对比PID控制,启发式学习算法减少了控制输出在停车阶段频繁变化的次数,延长了制动系统的使用寿命。该方法计算量较小,在实际运用中有着广阔的前景。 展开更多

关键词 应答器 启发式学习算法 精确停车

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基于统计学模型的CBTC系统ATO停车精度自适应优化算法 被引量：4

19

作者 谭力天 陈昕 +1 位作者 李澎东 田昌宇 《铁路通信信号工程技术》 2020年第8期78-84,共7页

城轨CBTC系统运营对列车停车精度具有较高要求,其中ATO精确停车是系统的重要功能。而外部干扰造成的不确定性和系统延时是影响停车精度的重要因素。提出一种基于统计学模型的自适应优化算法,对停车精度的概率分布曲线进行拟合,而后采用... 城轨CBTC系统运营对列车停车精度具有较高要求,其中ATO精确停车是系统的重要功能。而外部干扰造成的不确定性和系统延时是影响停车精度的重要因素。提出一种基于统计学模型的自适应优化算法,对停车精度的概率分布曲线进行拟合,而后采用二元马尔可夫模型优化ATO精确停车模型。通过3种不同类型情景的优化模型获得相应的停车精度数据,以期望和方差作为对比指标,结果表明优化模型对ATO停车精度有一定改善,获得较为理想的停车精度。 展开更多

关键词 CBTC系统 ATO精确停车 统计学模型

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制动响应差异对北京地铁5号线ATO停车的影响 被引量：3

20

作者 庞涛 《电气化铁道》 2016年第1期45-46,50,共3页

北京地铁5号线制动系统在列车两侧驾驶室分别配备与ATO系统接口的编码器,以实现将ATO输出的模拟电压指令转换为脉宽调制信号(PWM)。调试中发现部分编码器对同级别输入电压响应存在差异,从而对ATO精确停车造成一定影响。

关键词 ATO 站台精确停车 制动系统响应差异

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