重载组合列车的分布式鲁棒H_∞协同控制方法

针对重载组合列车在复杂地形路况存在通信延迟、通信短时中断以及扰动的问题,提出了一种重载组合列车多机车间的分布式鲁棒协同控制器。在重载组合列车纵向动力学模型的基础上,结合其实际运行特点,设计了协同控制器。该控制器在满足各子系统期望性能指标的同时,可使所有子系统准确地跟踪期望运行速度。仿真实例表明了所设计控制器的稳定性和鲁棒性。     

重载列车多智能体模型的鲁棒一致性控制方法

重载列车全长数公里,其运行过程是复杂的动力学系统.重载列车自动驾驶的关键核心技术是跟踪给定的速度曲线.以重载列车智能货车方案为基础,通过分析列车运行动力学过程,建立重载列车多智能体模型;考虑列车运行时外界的未知干扰,同时保证车厢间处于安全距离,提出一种重载列车复合一致性控制器:用相邻车厢单元的速度等信息构建一致性算法并引入滑模控制加快系统速度一致性收敛;列车不同车厢受到干扰视为未知扰动,且随着滑模增益增加会使系统抖动较大、鲁棒性削弱,所以设计观测器估计扰动并补偿至控制器保证系统收敛并提高抗干扰性;引入人工势函数确保相邻车厢单元间距处于安全范围内,减小纵向冲动.采用Matlab软件进行仿真,跟踪给定速度曲线,并用多种干扰来模拟未知因素对列车的影响,与不加观测器的控制器效果进行对比.仿真结果表明:该复合一致性控制器能够较好跟踪设定速度曲线,速度误差保持在±0.4 km/h以内,且车厢间距处于设定的安全范围内;与不加观测器的控制器在同样干扰下作对比,所提出的控制器的速度跟踪误差仍然在±4 km/h以内,且对于未知干扰有较好的鲁棒性.     

列车试验仿真软件的建模和实现

在列车运行和纵向动力精确模型的基础上，提出了集列车牵引，制动计算功能于一体的试验仿真软件的设计实现方法，为线路的设计，列车速度的提高与线路运输能力的增强提供科学的验证依据。     

高速列车制动及牵引自动控制研究

列车自动运行(ATO)系统的列车自动控制系统的重要组成部分。针对牵引和制动工况的不同工作机理,建立了列车牵引和电阻制动下的动力学模型,并采用非线性反步设计方法设计了相应控制器,以实现列车的速度和位置自动跟踪。理论分析和仿真结果表明,文中给出的反步控制器可以取得满意的高精度速度和位置跟踪效果。     

专家监督的SAC强化学习重载列车运行优化控制

重载列车是我国大宗商品运输的重要方式,因载重大、车身长、线路复杂等因素导致重载列车的控制变得困难.本文将列车运行过程分为启动牵引、巡航控制、停车制动3个阶段,基于多质点重载列车纵向动力学模型,考虑常用空气制动,利用(SAC)强化学习方法,结合循环神经网络对专家经验数据进行行为克隆,并将克隆出的专家策略对强化学习训练进行监督,训练了一种新的智能驾驶操控策略.本文的策略可以高效学习驾驶经验数据,不断从学习中提高目标奖励,得到最优控制策略.仿真结果表明:本文所提的控制策略比未受专家模型监督的强化学习算法更优,奖励提升的周期更快,并能获得更高的奖励,训练出的控制器运行效果更加高效、稳定.     

基于收敛粒子群算法的重载铁路列车运行调整方法

针对施工天窗对重载铁路行车安全限速和行车安全产生的不良影响,提出了基于收敛粒子群算法的重载铁路列车运行调整方法。首先,在分析列车追踪间隔影响因素的基础上,推导出不同编组类型重载列车之间的追踪间隔计算公式,实现了重载列车追踪间隔计算。然后,考虑施工天窗后的限速要求,以重载列车总晚点时间为优化目标,以列车区间最少运行时分、追踪间隔时分、列车停站时分、天窗时间段内禁止行车、天窗后安全限速等为约束条件,建立了施工条件下重载铁路列车运行调整模型,刻画了考虑安全限速的重载列车运行调整问题。通过优化列车到站、离站以及通过车站时刻,实现重载列车运行调整。进而,针对模型特点,在经典粒子群算法中引入收敛因子,设计了收敛粒子群算法对模型进行求解。最后,以朔黄铁路运输生产数据为基础,对建立的重载铁路运行调整模型进行实例化处理,验证了模型和算法。实验结果表明,对于求解重载铁路运行调整问题,设计的收敛粒子群算法比经典粒子群算法在计算效率上提升了5.45%,而求解精度保持不变。该方法可压缩重载列车追踪间隔,提高重载铁路运输效率,保证行车安全,提高基于安全限速的列车运行调整效率,为施工条件下重载铁路列车运行调整工作提...     

基于自适应模糊滑模控制的高速列车自动停车算法

为实现高速列车自动停车功能,根据列车纵向动力学分析和制动系统原理,建立了高速列车非线性制动模型.针对大系统模型的强耦合、强非线性和不确定性的特点,依据列车运行速度,将非线性模型表示为T-S(Takagi-Sugeno)模型,并基于自适应模糊策略,设计了自动停车滑模控制器.控制算法通过自适应模糊系统逼近模型中不确定项和互联项的上界,消除了车间作用力及运行阻力的影响,使列车追踪理想停车曲线.依据李亚普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性和追踪误差的收敛性.仿真结果验证了所提滑模控制器的有效性.     

浅谈C64型万吨组合列车平稳操纵注意事项及建议

本文以神朔线SS4型电力机车牵引C64型万吨组合重载列车为研究对象,针对神朔线的线路特点对机车操纵进行研究分析,总结机车乘务员在操纵SS4型电力机车牵引C64型万吨组合列车时的注意事项,并提出建议,提高机车乘务员万吨组合列车操纵水平,降低万吨组合列车在运行中的纵向冲动,保障列车的安全平稳运行。     

列车运行与牵引供电耦合仿真研究

为研究分析高速铁路牵引供电系统与列车运行之间的相互影响,建立高速铁路牵引供电系统与列车运行分布式耦合仿真系统,利用HLA(High Level Architecture)体系架构,通过分析网压对列车功率发挥的影响,搭建其系统框架;分别建立高速铁路牵引供电系统与列车运行数学模型;设计考虑耦合迭代的牵引供电潮流计算和具有网压过低检测反馈机制的列车操纵策略;并分别以列车运行与牵引供电系统为邦元,基于HLA分别开发其对象类、交互类,结合HLA时间管理机制,在VS2008平台上建立运行列车与牵引供电系统的同步实时仿真系统.以某高速铁路为案例,通过平台仿真大负荷高速列车网压随列车位置的变化曲线,验证平台的正确性与实用性.     

基于最优预见控制的高速列车速度控制器研究

针对高速列车自动驾驶(ATO)速度控制器的设计及性能问题,以列车运行过程中的安全性、舒适性、控制输入为约束条件,提出用最优预见算法设计控制器。该算法以列车动力学为基础,确定列车模型传递函数,进行极点配置之后使控制系统稳定;以列车模型为该算法的控制对象,将列车运行过程中的线路附加阻力和基本阻力作为干扰,实现列车ATO模式下目标速度的自动跟踪控制。选取京津城际北京南站至武清站间线路数据进行仿真验证,仿真结果表明该算法在降低列车运行能耗、提高旅客舒适性与列车运行准点率方面的有效性。     

矿井机车监控终端程序

矿井机车监控系统是矿井运输安全监控和高效调度的基础设备之一,是保证机车行车安全、提高生产效率、降低运输成本和改善作业人员环境的基本系统之一。本文提出一种基于RFID技术和WIFI网络的矿井机车监控系统。根据系统功能需求,安装了多种传感器,并对检测的多种传感器信息进行信息融合处理,实时判断机车运行环境和机车状态,提升机车运行的安全性。利用光纤与WIFI组成井下以太网网络,实现机车与调度室之间的语音与数据通讯,调度室根据机车上传的综合信息,实时地、安全高效地调度机车。本文阐述了系统的总体架构,并重点研究了监控终端程序的设计与实现方法。研制的系统已成功应用于工程实际,运行结果表明:系统工作稳定、运行良好,能保证机车安全、高效运行。     

基于ARM的机车实时状态检测系统研究设计

介绍了一种基于嵌入式实时操作系统的电力机车状态实时检测系统,系统采用模块化设计,并为各模块设置适当的入口和出口参数,使得各模块相互之间的连接灵活方便,各个模块在μC/OS-Ⅱ实时操作系统的调度下协调工作.该系统可对机车的电力系统和运动机构进行信号采样,采样信号由CAN总线传输,经操作系统运算处理,同时经GPRS无线通讯系统将行车数据实时传给上位计算机,由地面专家系统实时分析机车的运行状态.该机车设备经过多次联机调试,仿真结果表明:该系统结构设计合理,工作稳定,车载显示和语音报警效果良好.     

机车监控装置新技术的开发

为了实时监控机车运行状况，开发了一套新型机车监控系统。主要对系统的关键技术进行了研究，并对试运行效果进行了分析。经过实用表明，该系统有较高的可靠性，适合在全铁路推广。     

机车信号自动仿真测试系统

基于上海铁路局的要求,为解决机车信号在线自动测试和记录等问题,以某新型机车信号识别系统为测试对象,设计并实现了一种"机车信号自动仿真测试系统".文中详细介绍了该系统的构成及其在嵌入式系统上的实现过程,采用了一种基于微控制器管理的波形合成技术,仿真出测试规定要求的标准18信息机车信号,合成符合沪杭铁路要求的18信息移频信号和符合标准测试要求的跳变序列,重现了该机车信号自动识别系统在线运行全过程,并将测试结果分类保存以建立起专家级数据库,以供检修人员参考.整个系统除达到上海铁路局所规定的要求外,还实现了对机车信号识别系统进行检测的高可靠性,高可操作性,高灵活性和信息切换时输出信号相位无跳变的特点.该系统的研制成功,提高了机车出入库检验的便利性和可靠性,彻底杜绝人工测试的差错,对进一步提升铁路系统的自动化运行具有重要的现实意义.     

界面可编程的机车微机显示软件

为了满足机车生产厂商调试机车的需要,以及机务部门检修和排查机车故障的需要,本文基于嵌入式Windows XP平台,应用Visual Basic语言结合SQlite3数据库和INI文件技术开发出一种界面可编程的机车微机显示软件。在提供基于机车子系统分类界面的基础上,本软件设计若干可编程界面,允许操作者自行添加、修改、删除或保存界面显示项目。本文详细介绍了界面可编程技术的开发过程与使用效果。     

机车整流柜参数自动检测系统

晶闸管、整流管的性能参数是机车整流柜生产检修的重要依据，其参数的变化将直接影响整流柜的性能及机车的正常运行。针对机车整流柜的工作要求，研制了一个以工控机为核心的整流管与晶闸管综合参数自动检测系统。     

内燃机车电气系统改造

从内燃机车电气系统常见的故障入手,分析故障根源,进行技术改造,提高机车运行可靠性。     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

气体型流量传感器在电力机车上的应用

本文介绍了气体型流量传感器M18在电力机车上的应用,基于优秀的温度梯度特性,以及针对气体流量检测而专门设计的比普通热式流量传感器更高的反应灵敏度,即使在温度变化剧烈、流速变化波动大的环境中,M18外形的模拟量输出气体型流量传感器产品也能出色地完成监控任务。     

基于MIDAS的铁路机务检修管理信息系统

采用Delphi 7.0为系统开发平台,介绍了MIDAS技术及其在三层C/S架构系统中的应用,实现了对机车检修过程的监控,保证了机车检修质量及检修数据的可靠性和实时性。