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基于预测控制的列车速度控制方法研究
发布日期:2018-06-04    来源:铁道标准设计   浏览次数:35
核心提示:摘要:介绍了列车速度控制的基本模式;研究了列车运行的受力数学计算并得出列车的运动方程;在对预测控制理论深刻理解的基础上,推导出列车速度预测控
 
摘要:介绍了列车速度控制的基本模式;研究了列车运行的受力数学计算并得出列车的运动方程;在对预测控制理论深刻理解的基础上,推导出列车速度预测控制算法,并进行了仿真研究,结果表明其算法是可行的。
关键字:信号 控制 数学模型 仿真技术
1. 列车速度控制模式
列车超速防护系统ATP是列车运行自动控制系统ATC的核心组成部分。列车速度防护模式与行车安全、运营效率、闭塞方式、运输组织模式和列车驾驶都有着密不可分的关系,按照列车速度防护模式,分为分级速度控制模式和目标距离速度控制模式两种类型。
2. 预测控制基本概念
2.1预测控制模型
预测模型是根据历史信息和未来输入来确定未来输出。预测控制打破了传统控制中的对模型结构的严格要求,更着眼于在信息的基础上根据功能要求按照最简便的途径来建立模型。这是它优于其他控制方法的原因之一,因此广泛应用于工业控制当中。
2.2滚动优化
预测控制中的优化是一种有限时段的滚动优化,在每一采样时刻,优化性能指标只涉及到从该时刻起未来的有限时域,而到下一采样时刻,这一优化时段同时向前推移。因此,预测控制不是采用不变的优化性能指标,而是在每一时刻都有一个相对于该时刻的优化性能指标。不同时刻优化性能指标的相对形式是相同的,但其绝对形式,其所包含的时间区域,则是不同的。因此,在预测控制中,优化不是一次离线进行,而是反复在线进行的,这就是滚动优化的含义,也是预测控制区别于传统最优控制的根本点。
2.3 反馈校正
预测控制是一种闭环算法,在通过优化确定了一系列未来的控制作用后,为了防止模型失配或环境干扰引起的控制状态偏离,通常不是把这些控制作用一一实施,而是只实现当前时刻的控制作用。在下一个采样时刻,首先检测对象的实际输出,利用此输出对预测模型进行修正,再进行新的优化。
3. 列车速度控制数学计算模型
列车牵引计算是列车运行速度的重要理论基础。针对牵引计算理论中使用的大量经验公式和经验数据,铁道部制定了《列车牵引计算规程》(简称《牵规》)。
作者:王培
 
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