城軌列車控制模型參數(shù)辨識及其應(yīng)用.pdf

1、隨著城市規(guī)模的不斷擴大，大城市的交通擁堵問題日益突出，而城市軌道交通對土地的利用效率高，具有運量大、速度快、安全舒適、對環(huán)境影響小的特點，大力發(fā)展城市軌道交通是解決城市交通擁堵問題的重要途徑，目前我國城市軌道交通仍處于高速發(fā)展的狀態(tài)。為滿足城市軌道交通在不同天氣條件和不同環(huán)境下的運營需求，提高列車控制器性能，打好工程應(yīng)用和理論研究的基礎(chǔ)，列車模型的參數(shù)辨識工作是十分必要的。
　　本文在總結(jié)現(xiàn)有列車模型的基礎(chǔ)上，通過研究城軌列車編組

2、情況和牽引制動特性，建立列車基本阻力模型、列車牽引控制模型、列車制動控制模型。通過分析城軌列車運行速度曲線，提出了針對高速階段和低速階段的牽引控制模型，將列車牽引過程分為牽引建立階段、牽引過程和牽引切除階段，將列車制動過程分為制動建立階段、制動過程、電空混合制動階段，利用誤差類模型更精細的描述列車控制過程。
　　針對列車基本阻力參數(shù)辨識問題，本文提出了基于雙重收斂準則的遺傳算法，通過設(shè)置收斂判斷和精度判斷準則使得遺傳算法求解具有高

3、精度的同時保證快速性。通過對晴天和陣雨天相同站間的惰行數(shù)據(jù)進行基本阻力參數(shù)辨識，給出了雨天基本阻力參數(shù)發(fā)生明顯變化的結(jié)論。針對列車控制模型參數(shù)辨識問題，本文通過分析列車自動運行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了含電機控制的列車運行雙閉環(huán)控制框架，將列車控制過程抽象為列車控制方程誤差模型、列車控制輸出誤差模型、列車控制Box-Jenkins模型。采用了遞推最小二乘類算法以及運算量較小的隨機梯度類算法對這三種列車控制模型進行參數(shù)辨識。本文采用輔助模型思想解決

4、參數(shù)辨識過程中涉及無法觀測的未知量的問題，采用多新息參數(shù)辨識思想解決隨機梯度算法收斂較慢的問題。
　　本文利用參數(shù)辨識結(jié)果設(shè)計基于白噪聲和有色噪聲列車控制誤差類模型的在線自矯正控制算法應(yīng)用于列車制動階段。分析了北京地鐵亦莊線夜間晴天和雨天停車精度，得出現(xiàn)場停車精度具有很大的不確定性的結(jié)論。在制動階段應(yīng)用基于白噪聲的列車控制誤差模型參數(shù)辨識的在線自矯正控制算法，通過仿真驗證，算法可以保證列車停車精度在1cm以內(nèi)，避免了環(huán)境和列車參數(shù)