基于模糊PID軟切換的列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制算法及仿真研究.pdf

1、大城市人口密度的逐漸增大以及城市交通問題的日趨嚴(yán)峻，迫切需要建設(shè)高效率的城市軌道交通系統(tǒng)，目前，伴隨著軌道交通的發(fā)展，列車自動(dòng)駕駛（ATO）系統(tǒng)已能夠代替司機(jī)來完成列車的自動(dòng)駕駛工作，所以，提高ATO控制系統(tǒng)性能成為了關(guān)鍵所在，而ATO控制系統(tǒng)中最重要的功能就是調(diào)速。本文基于ATO控制系統(tǒng)停車普遍采取的一級調(diào)速制動(dòng)，利用先進(jìn)的控制算法用以提高ATO控制系統(tǒng)調(diào)速的精確性、快速性以及舒適性。 ⑴介紹了ATO系統(tǒng)的研究背景，分析了國內(nèi)

2、外ATO控制系統(tǒng)控制算法的研究現(xiàn)狀，并介紹了本文的主要研究工作。 ⑵對ATO控制系統(tǒng)的理論知識(shí)、列車牽引特性以及制動(dòng)力分別進(jìn)行了介紹，以他激牽引電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)為例，結(jié)合試驗(yàn)性數(shù)據(jù)研究了被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 ⑶在SIMULINK環(huán)境下分別對PID與模糊控制的ATO調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究。通過對比分析，PID在控制精度上優(yōu)于模糊控制，而模糊控制則在快速性以及魯棒性上有著自己的優(yōu)越性。 ⑷針對ATO控制系統(tǒng)提出了模糊P

3、ID的切換控制方法。由于基于閥值的切換控制易產(chǎn)生擾動(dòng)，同時(shí)不利于調(diào)速的舒適性，本文基于模糊推理控制兩種控制器的強(qiáng)度切換，對模糊PID軟切換控制進(jìn)行研究。通過仿真以及坡道的干擾性分析，軟切換控制在ATO控制系統(tǒng)調(diào)速的準(zhǔn)確性、快速性以及舒適性上優(yōu)于其它控制算法。最后對P-Fuzzy-PID多模型軟切換控制的ATO調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究。 ⑸基于模糊PID軟切換控制對ATO控制系統(tǒng)進(jìn)行了自適應(yīng)性設(shè)計(jì)與算法優(yōu)化研究。首先對隸屬度函數(shù)形狀