基于模糊自适应PID控制的列车自动驾驶系统的研究

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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。

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作者
李子钧;
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作者单位

北京交通大学;

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授予单位北京交通大学;
学科智能交通
授予学位硕士
导师姓名郜春海;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类列车运行自动化;
关键词
列车自动驾驶; 仿真验证; 模糊自适应控制; 车辆动力学模型; 抗干扰能力;

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