基于遗传算法的动车组列车节能优化控制研究

发布时间：2021-12-12 01:40

　　高速铁路是一种可持续发展的绿色通道,具有安全、准点、舒适、能耗低、效率高等优点,然而其巨大的能源消耗也越来越受到广泛重视,尤其对动车组列车节能操纵策略的研究迫在眉睫。与此同时,进一步探讨动车组列车多目标优化的控制方法,不单提供一种操纵方案,对于降低列车运行能耗和节约资源亦具有深远的意义。本文借鉴国内外对动车组列车节能运行的研究,从列车节能的优化扩展到列车多目标的优化,结合动车组列车的运行特点,分别建立了列车的节能优化模型和多目标优化模型,并设计了针对模型特点的求解算法。本文主要研究内容如下:（1）在分析列车运行过程受力的基础上,利用多质点模型推导列车的运动方程。分析电分相对列车运行过程的影响,并设定列车过分相区时所采取的工况。对影响列车运行能耗的因素进行总结,构建列车一次节能优化模型,将列车过电分相环节纳入考虑因素,构建列车二次节能优化模型。在阐述多目标优化基本理论的基础上,构建列车运行的多目标优化模型。（2）基于黄金比例遗传算法（Genetic Algorithm,GA）对列车进行节能优化。阐述遗传算法基本理论,指出其在具体问题优化过程中存在的不足。引入具有强大局部优化优势的黄金比例... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要内容及组织结构
2 列车运行过程分析
    2.1 列车运行受力分析
        2.1.1 列车牵引力
        2.1.2 列车制动力
        2.1.3 列车运行阻力
    2.2 列车运动机理模型
        2.2.1 运动方程计算模型
        2.2.2 列车运动方程
    2.3 电分相对列车运行的影响
    2.4 小结
3 动车组列车能耗模型与多目标优化模型的建立
    3.1 列车运行能耗影响因素分析
    3.2 列车能耗模型的建立
        3.2.1 一次节能优化模型的建立
        3.2.2 二次节能优化模型的建立
    3.3 列车多目标优化模型的建立
        3.3.1 多目标优化基本理论
        3.3.2 列车运行过程多目标优化模型
    3.4 小结
4 基于黄金比例遗传算法的动车组列车节能优化
    4.1 遗传算法基本理论
    4.2 基于黄金比例遗传算法的动车组列车节能优化
        4.2.1 黄金比例技术
        4.2.2 基于黄金比例技术的遗传算法
        4.2.3 一次节能优化模型求解
        4.2.4 二次节能优化模型求解
    4.3 仿真结果分析
        4.3.1 一次节能优化实例仿真分析
        4.3.2 二次节能优化实例仿真分析
    4.4 小结
5 基于黄金比例NSGA-Ⅱ算法的动车组列车多目标优化
    5.1 多目标问题的黄金比例NSGA-Ⅱ算法
        5.1.1 基本NSGA-Ⅱ算法
        5.1.2 黄金比例NSGA-Ⅱ算法
    5.2 动车组列车多目标优化模型求解
    5.3 算法实例仿真分析
        5.3.1 算法性能测试
        5.3.2 列车运行多目标优化实例仿真
    5.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3535767