模糊廣義預(yù)測控制算法在列車自動駕駛系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究.pdf

1、列車自動駕駛系統(tǒng)不僅具有自動控制列車運行、減輕列車司機負擔的功能,而且能在保證列車安全運行的前提下,提高列車運行的各項性能,因此得到了廣泛關(guān)注并取得了不少研究成果。由于列車運行過程十分復(fù)雜且極易受環(huán)境因素的影響,因此很難找到精確的數(shù)學(xué)模型。模糊廣義預(yù)測控制是一種將模糊邏輯和廣義預(yù)測控制相集成的控制策略,這種算法對被控對象模型要求不高,使用此算法可以進一步提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度、減小動態(tài)誤差。基于此,本文將模糊廣義預(yù)測控制算法應(yīng)用到列車自動駕駛

2、系統(tǒng)中,通過模糊控制量的補償作用減弱或消除線路因素對列車運行速度的影響,仿真結(jié)果表明該算法能達到預(yù)期效果。
　　 本文主要進行了以下幾方面的研究:
　　 首先,分析了列車自動駕駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及性能指標,研究了列車自動駕駛策略,總結(jié)得出了最節(jié)省時間策略、最節(jié)能策略、混合優(yōu)化策略以及列車自動駕駛系統(tǒng)優(yōu)化操縱原則。
　　 其次,闡述了廣義預(yù)測控制、模糊控制以及模糊廣義預(yù)測控制算法的基本原理,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于模糊

3、廣義預(yù)測控制算法的列車自動駕駛系統(tǒng)速度控制器,并建立了列車運動模型和線路模型。
　　 最后,利用MATLAB仿真軟件分別對基于模糊廣義預(yù)測控制算法和基于隱式廣義預(yù)測控制算法的速度控制器的控制效果進行了仿真。通過仿真對比,驗證了模糊廣義預(yù)測控制算法在列車自動駕駛系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性,證明了基于該算法的速度控制器不僅能使列車自動駕駛系統(tǒng)的安全性、停車精準性、準時性、乘客舒適性、節(jié)能性等性能得到優(yōu)化,而且能在一定程度上削弱線路因素對列車