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优质期刊推荐基于模糊自适应PID控制的列车自动驾驶系统的研究--《北京交通大学》2010年硕士论文
基于模糊自适应PID控制的列车自动驾驶系统的研究
【摘要】：随着我国城市轨道交通事业的快速发展,列车运行速度不断提高,行车密度不断加大,人工驾驶模式已经难以满足实际列车运行的需要。列车自动驾驶系统(ATO系统)就是为解决该问题而产生的一个集先进的计算机技术、通信技术、控制技术和铁路通信信号技术于一体的列车运行自动控制系统。ATO系统提高了轨道交通运行效率,加快了列车运行速度,确保了列车行车安全,实现了自动控制列车加速和减速,自动运行的功能。
本文先回顾了国内外的列车自动驾驶技术的发展情况,介绍了列车车辆动力学模型。介绍了PID控制算法,虽然PID控制算法在很多方面都有其优势,但是在列车运行控制方面存在一定的局限性,并引出模糊控制理论及其在列车运行控制方面的优越性,接着设计出了集PID控制和模糊控制理论二者优点与一身的模糊自适应PID控制器。本文根据亦庄线中次渠站到经海路站的线路参数情况合理设计了一条速度时间曲线(V-T曲线)作为控制器的输入,通过在simulink中的仿真测试,本文中设计的模糊自适应PID控制器对于解决ATO系统这种非线性的多目标,运行环境变化大且复杂的控制系统有较大的优势：在考虑了实际线路中坡度随距离变化而变化的情况和其他环境干扰因素对列车运行控制的影响下,不但能较好的跟踪输入的V-T曲线,而且能有效的控制列车运行距离误差在ATO规定的范围之内,并且对干扰列车运行的不定因素有较强的抗干扰能力。
将模糊自适应PID控制技术应用于ATO系统中,通过实验室仿真测试验证了本文提出的控制算法和设计方案能够基本达到列车自动驾驶要求,对ATO系统实用化具有重要的意义。
【关键词】：
【学位授予单位】：北京交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：U284.48【目录】：
致谢5-6中文摘要6-7ABSTRACT7-101 绪论10-21 1.1 列车自动驾驶的国内外发展情况10-11 1.2 论文研究的目的和意义11 1.3 ATO系统的组成与结构11-12 1.4 ATO系统的主要功能12-18
1.4.1 基本控制功能12-15
1.4.2 服务及其他功能15-18 1.5 ATO的功能总结18-19 1.6 论文结构和主要研究内容19-212 车辆动力学模型21-25 2.1 列车牵引和制动特性21-22
2.1.1 列车牵引特性21
2.1.2 列车制动特性21-22 2.2 列车阻力分析22-25
2.2.1 列车基本阻力分析23
2.2.2 列车附加阻力分析23-253 PID控制与模糊自适应PID控制算法研究25-42 3.1 PID控制25-27 3.2 模糊自适应PID控制27-35
3.2.1 模糊控制理论概述27-29
3.2.2 模糊自适应PID控制器的设计29-35 3.3 V-T曲线与V-S曲线的生成35-38 3.4 PID控制器仿真测试及分析38-424 仿真及结果分析42-53 4.1 亦庄线V-T曲线的合理生成42-46
4.1.1 线路参数和变坡点加速度介绍42-44
4.1.2 亦庄线次渠站到经海路站的V-T曲线44-46 4.2 PID控制器控制列车根据V-T曲线行车46-48 4.3 模糊自适应PID控制器控制列车根据V-T曲线行车48-51 4.4 仿真结果分析51-535 论文研究工作总结及展望53-55参考文献55-57附录 A57-61索引61-63作者简历63-65学位论文数据集65
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京公网安备75号基于间接转矩控制的CRH3型动车组低速域仿真研究--《第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集》2013年
基于间接转矩控制的CRH3型动车组低速域仿真研究
【摘要】：针对传统直接转矩控制系统频率不稳定、转矩脉动大的问题,研究了间接转矩控制(Indirect Stator-Quantities Control,ISC)系统的特点,在matlab/simulink平台上建立了CRH3型动车组牵弓J传动系统仿真模型,网侧采用瞬态直接电流控制的四象限脉冲整流器,实现了能量的双向流动。对系统在牵引和制动两种运行工况进行了仿真分析,并对比分析了不同给定速度下网侧电流的谐波含量。通过研究表明,间接转矩控制系统下,电机运行平稳,转速响应快速,系统具有良好的动静态性能,仿真结果验证了间接转矩控制系统的可行性和有效性。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：U266【正文快照】：
1前言我国轨道交通建设正进入快速发展的高峰期,轨道交通车辆市场有着广阔的前景,电力牵引传动系统是轨道交通车辆的核心部分之一,直接决定着车辆运行性能,关系到车辆的安全性、运行质量以及对能源的消耗[1]。因此对列车牵引传动系统的仿真研究,为列车的安全运营提供保障,具
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张海沧;[D];长春工业大学;2010年
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京公网安备75号现场总线在火车翻车机控制系统中的应用--《中国仪器仪表》2011年S1期
现场总线在火车翻车机控制系统中的应用
【摘要】：首先对Profibus现场总线进行了简单介绍,然后详细讲述Profibus-DP总线在韶钢火车翻车机控制系统中的应用情况。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TH237.3;TP273.5【正文快照】：
Profibus是目前工控系统中最成功的现场总线之一,得到了广泛的应用。它是不依赖于生产厂家的、开放式的现场总线,各种各样的自动化设备均可通过同样的接口协议进行信息的交换。适用于过程自动化和工厂自动化全球领先的自动化总线技术,是实现装备制造业向高端迈进的重要技术之
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京公网安备75号基于ZigBee网络的智能铁鞋状态无线监督管理系统研究--《广西科技大学》2015年硕士论文
基于ZigBee网络的智能铁鞋状态无线监督管理系统研究
【摘要】：我国幅员辽阔,铁路线路分布广泛,停留作业的车辆众多,作业环境复杂。对停留的车辆采取必要的防溜措施是保障铁路安全运输的重要手段,国内车站主要是利用铁鞋固定在钢轨踏面与车轮之间来防止停留的车辆溜逸。对铁鞋实施科学的管理以及提高铁鞋的利用效率与我国铁路安全运输有着密切的联系,目前的操作方法是让铁路工人每隔一段时间就去火车停留现场检查铁鞋的状态是否正常。这样做不但耗时间管理效率不高,而且容易受到铁路工人的工作态度是否严谨、操作是否规范等主观因素的影响。针对这种情况,研制一种既可以避免因人的主观因素引起的事故,又可以智能化监管铁鞋的系统对我国的铁路运输有着深远的意义。论文通过对国内铁路防溜现状的分析,提出了一种基于ZigBee网络的智能铁鞋状态无线监督管理系统的结构和设计方案。该设计方案采用ZigBee无线网络和超声波定位技术相结合,来实现铁鞋状态的监测和定位。ZigBee无线通信技术具有传输可靠、组网灵活、稳定性高、实时性好、能耗低的特点,超声波具有穿透力强、方向性好等特点。这两个技术的结合成为本课题的设计亮点,通过该设计方案可以有效地解决传统设计方案中铁鞋定位精度不高的问题。论文主要的研究工作及成果如下:(1)把超声波测距技术与TOA定位算法相结合来达到精确定位的目的,从而有效解决了现有智能铁鞋定位精度不高的问题。(2)利用ZigBee无线传感网络来实现作业现场与监控室之间状态信息的实时交换,避免了因人为因素引起的各类事故。(3)利用LC0701-3型加速度传感器来实现防止人为移动铁鞋的目的,有效地解决了铁鞋因各种原因发生遗失的情况。(4)在软件设计方面,通过把嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到微控制器C中简化系统的开发过程,同时也利于以后的系统维护与升级。最后,对本系统进行了现场测试。经测试表明,系统的各个功能模块基本达到设计要求。经过进一步完善,该装置将会通过相关的技术认证,在全国铁路上推广使用。
【关键词】：
【学位授予单位】：广西科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：U284.63;TN92【目录】：
摘要4-5Abstract5-10第一章 绪论10-12 1.1 研究背景10 1.2 研究现状10-11 1.3 研究内容11-12第二章 ZigBee无线传输协议12-19 2.1 ZigBee无线传输协议概述12 2.2 网络拓扑结构与网络的建立12-13
2.2.1 网络拓扑结构12-13
2.2.2 网络的建立13 2.3 ZigBee无线传输协议结构13-19
2.3.1 应用层(APL)14
2.3.2 网络层(NWK)14-15
2.3.3 介质访问控制层(MAC)15-17
2.3.4 物理层(PHY)17-19第三章 超声波测距技术19-21 3.1 超声波概述19-20
3.1.1 超声波的特点19
3.1.2 超声波的产生19-20 3.2 超声波测距原理20-21
3.2.1 收发同体式测距模式20
3.2.2 收发分体式测距模式20-21第四章 铁鞋监测系统的设计方案21-25 4.1 整体结构设计21 4.2 总体设计方案21-22 4.3 系统的工作流程22-25第五章 铁鞋监测系统的硬件设计与实现25-39 5.1 核心芯片介绍25-27
5.1.1 CC253025-26
5.1.2 C26-27 5.2 ZigBee网络节点的硬件设计27-31
5.2.1 电源模块设计27
5.2.2 串口通讯模块27-28
5.2.3 功率放大模块28-29
5.2.4 天线介绍29-31 5.3 防移动模块硬件设计31-34
5.3.1 加速度传感器31
5.3.2 电源模块31-32
5.3.3 运放电路32-34 5.4 超声波发射模块设计34-37
5.4.1 振荡电路34-35
5.4.2 功率放大电路35
5.4.3 控制电路35-37 5.5 超声波接收模块设计37-39
5.5.1 滤波电路37-38
5.5.2 放大电路38-39第六章 铁鞋监测系统的软件设计与实现39-48 6.1 ZigBee网络节点的软件设计39-41
6.1.1 网关节点的软件设计39-40
6.1.2 终端节点的软件设计40-41 6.2 移植?C/OS-Ⅱ到微控制器41-44
6.2.1 ?C/OS-Ⅱ的移植条件及步骤41-42
6.2.2 编写移植代码42-43
6.2.3 移植测试43
6.2.4 内存问题43-44 6.3 定位算法44-47
6.3.1 TOA定位算法45-46
6.3.2 RSSI定位算法46
6.3.3 AOA定位算法46-47 6.4 上位机界面设计47-48第七章 铁鞋监测系统测试48-55 7.1 测距精度测试48-52 7.2 定位精度测试52 7.3 数据接收率与接收信号强度测试52-54 7.4 防移动功能测试54-55第八章 总结55-56 8.1 本课题工作总结55 8.2 今后工作展望55-56参考文献56-58发表论文和科研情况说明58-59致谢59
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