城市轨道列车速度曲线预测函数控制改进算法

为有效解决城市轨道列车速度曲线跟踪控制问题,提出了一种速度曲线预测函数控制改进算法IPFC。所提出的预测函数控制改进算法选用阶跃函数和Morlet小波函数作为基函数,其依据目标速度曲线的变化程度,给出了一种预测函数控制的基函数选择策略,该策略可实现小波与阶跃基函数的切换。除此之外,给出了一种基于系统性能模糊满意度与优化因子的柔化因子非线性自适应在线调整策略,通过调整优化因子能够进一步提升跟踪控制性能。基于大连城市轨道交通12号线中旅顺新港至铁山镇的城市轨道列车速度曲线跟踪控制场景,在硬件在环实验环境下得到的实验结果表明,所提出的IPFC能够显著改善控制系统的控制性能,节能、准时、停车精确、舒适4个性能指标都有明显的改善,特别是准时与精确停车,相比广泛应用于实际的传统改进算法均大幅提升超过了55%。     

一种新的城市轨道车辆运行能耗算法

传统的运行能耗算法都是基于列车详细的运行图,采用对秒(米)或更小的单位进行分段计算来逼近实际运行能耗的计算方法。这些算法具有计算所需数据多、计算量大、所得结果误差大等缺点。本文提出可以结合城市轨道车辆运行图的操纵序列和线路信息,先分别计算出运行全程中城市轨道车辆克服线路阻力和基本阻力所需要的能耗、由于电气设备效率产生的能耗,再累加得到实际运行能耗的近似数值的新算法。仿真结果和实验结论表明:相比较传统算法而言,新算法具有计算所需数据少、计算简单、计算结果误差小等优点。     

城市轨道车辆阻力公式经验参数文化基因优化算法的研究

为了解决城市轨道车辆阻力公式经验参数不易精确求解的问题,提出了一种改进的文化基因优化算法。首先,基于城市轨道车辆运行阻力经验公式和实际的运行数据,建立了城市轨道车辆运行阻力经验参数最优化问题的数学模型。为提升算法性能以提高求解精度,结合了遗传算法全局搜索能力强与粒子群算法收敛速度快的特点,进行优势互补,构造了的一种混合算法以便于全局搜索。其次,结合方程组求解法求解速度快和爬山法局部搜索能力强的特点,构造了一种混合算法以便于局部搜索。最后,在Matlab2010a GUI平台下采用几种不同的经验参数辨识算法和优化算法进行仿真试验。仿真结果表明,在相同条件下改进的文化基因优化算法能够寻到更精确的阻力公式经验参数。     

基于三次样条插值的自动入库泊车免疫粒子群改进算法

传统自动入库泊车轨迹优化算法不易寻到光滑、精确且优化的泊车轨迹。结合智能自动入库泊车原理,本文提出一种基于三次样条插值的自动入库泊车方法,从而获得理想优化的泊车参考轨迹。为了有效地提升自动入库泊车轨迹寻优算法的性能,以泊车轨迹最短作为优化目标来选定一组合适的泊车位置参考点,在三次样条插值的基础上,又提出一种免疫粒子群改进算法。首先,为提升算法全局搜索性能和收敛速度,引入自适应变异策略;然后,引入免疫机制来有效提升其全局优化能力。测试函数及自动入库泊车实际算例的仿真结果表明,所提出的自动入库泊车免疫粒子群改进算法具有更高的寻优精度和较快的收敛速度。     

基于角度惩罚距离的收敛因子非线性递减多目标鲸鱼优化改进算法

为了提高多目标鲸鱼优化算法的全局优化性能,提出了一种基于角度惩罚距离的收敛因子非线性递减多目标鲸鱼优化算法IWOA-APD。首先,针对基本多目标鲸鱼算法收敛性和多样性难以平衡的问题,采用角度惩罚距离作为解优劣评价指标。其次,给出了一种基于迭代进度和优化因子的收敛因子指数形式非线性递减策略,该策略可以通过调整优化因子进一步提升优化性能。除此之外,给出了基于融合距离与拥挤度距离的精英集维护机制,从而改善精英集的多样性维护效果。最后,为了验证该算法的有效性,基于五种标准测试函数及一种城市轨道列车速度曲线优化实际算例,在MATLAB2016b GUI平台下采用所提出的IWOA-APD与IWOA、MOWOA、dMOPSO进行对比仿真。仿真结果表明,所提出的IWOA-APD寻到了更理想的优化结果。由此说明,相比于一些性能品质良好的优化算法,IWOA-APD还具有更快的计算速度和更高的全局收敛精度。