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.pdf

1、大城市人口密度的逐漸增大以及城市交通問題的日趨嚴峻，迫切需要建設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）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)性能成為了關鍵所在，而ATO控制系統(tǒng)中最重要的功能就是調速。本文基于ATO控制系統(tǒng)停車普遍采取的一級調速制動，利用先進的控制算法用以提高ATO控制系統(tǒng)調速的精確性、快速性以及舒適性。 ⑴介紹了ATO系統(tǒng)的研究背景，分析了國內

2、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。 ⑵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行了介紹，以他激牽引電機的調速系統(tǒng)為例，結合試驗性數(shù)據(jù)研究了被控系統(tǒng)的數(shù)學模型。 ⑶在SIMULINK環(huán)境下分別對PID與模糊控制的ATO調速系統(tǒng)進行了仿真研究。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性上有著自己的優(yōu)越性。 ⑷針對ATO控制系統(tǒng)提出了模糊P

3、ID的切換控制方法。由于基于閥值的切換控制易產生擾動，同時不利于調速的舒適性，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)調速的準確性、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調速系統(tǒng)進行了仿真研究。 ⑸基于模糊PID軟切換控制對ATO控制系統(tǒng)進行了自適應性設計與算法優(yōu)化研究。首先對隸屬度函數(shù)形狀