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《探析基于模糊pid軟切換的列車自動駕駛系統(tǒng)控制算法及仿真研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文基于模糊PID軟切換的列車自動駕駛系統(tǒng)控制算法及仿真研究姓名：高冰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：交通信息工程及控制指導(dǎo)教師：董海榮20090601中文摘要摘要：大城市人口密度的逐漸增大以及城市交通問題的同趨嚴(yán)峻，迫切需要建設(shè)高效率的城市軌道交通系統(tǒng)，目前，伴隨著軌道交通的發(fā)展，列車自動駕駛(ATO，AutomaticTrainOperation)系統(tǒng)已能夠代替司機來完成列車的自動駕駛工作，所以，提高ATO控制系統(tǒng)性能成為了關(guān)鍵所在，而ATO控制系統(tǒng)中最重要的功能就是調(diào)速，因此，本文基于AT
2、O控制系統(tǒng)停車普遍采取的一級調(diào)速制動，利用先進(jìn)的控制算法用以提高ATO控制系統(tǒng)調(diào)速的精確性、快速性以及舒適性。本文首先介紹了ATO系統(tǒng)的研究背景，分析了國內(nèi)外ATO控制系統(tǒng)控制算法的研究現(xiàn)狀，并介紹了本文的主要研究工作。接著對ATO控制系統(tǒng)的理論知識、列車牽引特性以及制動力分別進(jìn)行了介紹，以他激牽引電機的調(diào)速系統(tǒng)為例，結(jié)合試驗性數(shù)據(jù)研究了被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在SIMULINK環(huán)境下分別對PID與模糊控制的ATO調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究。通過對比分析，PID在控制精度上優(yōu)于模糊控制，而模糊控制則在快速性以及魯棒
3、性上有著自己的優(yōu)越性。為了實現(xiàn)兩種控制算法的優(yōu)勢互補，針對ATO控制系統(tǒng)提出了模糊PID的切換控制方法。由于基于閥值的切換控制易產(chǎn)生擾動，同時不利于調(diào)速的舒適性，本文基于模糊推理控制兩種控制器的強度切換，對模糊PID軟切換控制進(jìn)行研究。通過仿真以及坡道的干擾性分析，軟切換控制在ATO控制系統(tǒng)調(diào)速的準(zhǔn)確性、快速性以及舒適性上優(yōu)于其它控制算法。最后對P．Fuzzy-PID多模型軟切換控制的ATO調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究。最后基于模糊PID軟切換控制對ATO控制系統(tǒng)進(jìn)行了自適應(yīng)性設(shè)計與算法優(yōu)化研究。首先對隸屬度函數(shù)
4、形狀進(jìn)行了優(yōu)化，以提高快速性與準(zhǔn)確性；然后對模糊控制器的量化因子以及比例因子進(jìn)行了在線自調(diào)整設(shè)計以增強調(diào)速系統(tǒng)自適應(yīng)能力；接著利用模糊推理對PID參數(shù)進(jìn)行了模糊自整定的設(shè)計與仿真；最后將雙線性插值算法引入到模糊推理查詢當(dāng)中，無窮細(xì)化了模糊規(guī)則，消除了系統(tǒng)輸出的振顫。圖55幅，表7個，參考文獻(xiàn)48篇。關(guān)鍵詞：列車自動駕駛(ATO)系統(tǒng)；調(diào)速系統(tǒng)；PID控制；模糊控制；軟切換：自調(diào)整；雙線性插值分類號：TP273；U239』量塞鑾適盤堂亟±堂位詮塞△旦墨!基△￡!ABSTRACTABSTRACT：Recenty
5、ears，attemptsarebeingmadetorealizeautomaticoperationutilizingcomputersinsuchfieldsasindustrialplantandtransportationsystem．AutomaticTrainOperation(ATO)systemisoneimportantpartoftheAutomaticTrainControl(ATC)system．Itcanoperatethetrainreplacingthedrivertoens
6、uretherunningefficientandenergysavingofthetrain，whilethemostimportantfunctionofATOsystemisspeedadjustment．InthispaperspeedadjustmentofATOsystemisstudied，andthecontrolalgorithmanditssimulationbasedonFuzzy-PIDSoft—Switcharealsoproposed．Mainworksareasfollows：
7、．．FirstlythedefinitionofATOsystemisintroduced，andalsotheexistingcontrolalgorithmsofATOsystems，whichconcelllmanyfunctionsduringthetrainoperation，suchasefficiency，punctuality，energyeconomizing,stopprecision，comfortandSOon．Secondly，thebasicstructureandfunctio
8、nofATOsystemshavebeenintroducedindetail．Takingthespeedcontrolsystemofseparatelyexcitedtractionmotorasanexample，themathematicalmodelofATOcontrolsystembasedonexperimentaldataisstudied．Thirdly,severalkindsofcont
