中低速磁浮列车运行控制系统研究
发布时间：2021-07-21 01:20
本文以一段中低速磁浮列车试验线为背景,主要研究两方面内容:1、提高列车运行控制精度的方法。2、实现列车自动运行控制的软硬件结构。其中,控制精度主要受测速定位系统和闭环控制算法影响,提高控制精度可以有效减小列车跟踪速度曲线运行的速度波动和进站停车误差;自动运行控制系统主要实现列车的自动驾驶和安全防护工作,其包含一系列地面设备和车载设备,通过制定实用的安全防护措施,可以有效的从软件层面保障列车运行安全。在提高列车运行控制精度的研究中,本文首先分析了测速定位系统的不同定位精度对速度跟踪的影响。其次分析了列车运行空气阻力、涡流阻力、悬浮气隙等参数对运行控制模型的影响。最后通过基于多传感器信息修正的模糊PID控制（MSF-PID,MultiSensor modified Fuzzy PID control）算法设计出了一种速度闭环控制器,用以解决列车低速运行时受测速定位精度的制约,高速时因阻力特性模型失配造成的控制精度低的问题。在列车自动运行控制系统的研究中,本文首先设计了列车运行控制系统的硬件架构和软件架构。然后优化了基于线路参数的列车自动驾驶曲线和安全防护曲线算法,提出了一种占用存储空间更少...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
旋转电机展开为直线电机列车稳定运行时，定子由地面变电站供给三相交流电，产生行波磁场，动子由直流
（c）PID 控制跟踪速度 100km/h （d）Fuzzy-PID 控制跟踪速度 100km/h图 3-17 Fuzzy-PID 与 PID 控制比较由式（3-10）到（3-14）可知磁悬浮列车所受电磁涡流阻力和空气阻力大小与运速度相关，速度越高，所受阻力越大，模型失配越严重。从跟踪效果可以看出，列车速运行时，PID 控制和 Fuzzy-PID 控制都能较好适应系统模型变化，且 Fuzzy-PID 控的响应更快、超调更小；列车高速运行时，传统 PID 控制已经无法适应系统模型变化超调量和调整时间远远大于 Fuzzy-PID 控制，而 Fuzzy-PID 控制效果良好，能够适应浮运控系统需求，改善系统动态性能，控制器控制效果如图 3-17 所示。3.4 多传感器信心修正的模糊 PID 控制算法本章第一节已经给出了提高运行控制精度的方法：低速运行时依靠提高定位精度高速运行时依靠适应控制模型变化。第二节介绍了利用加速度传感器和卡尔曼滤波
图 3-19 模糊控制器规则此时输出比例系数修正量Pk K 、积分系数修正量ik K 、微分系数修正量dk K和输偏差ke 、偏差变化率k e之间的关系如图 3-20 所示。（a）比例系数修正量 （b）积分系数修正量
本文编号：3294007
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
旋转电机展开为直线电机列车稳定运行时，定子由地面变电站供给三相交流电，产生行波磁场，动子由直流
（c）PID 控制跟踪速度 100km/h （d）Fuzzy-PID 控制跟踪速度 100km/h图 3-17 Fuzzy-PID 与 PID 控制比较由式（3-10）到（3-14）可知磁悬浮列车所受电磁涡流阻力和空气阻力大小与运速度相关，速度越高，所受阻力越大，模型失配越严重。从跟踪效果可以看出，列车速运行时，PID 控制和 Fuzzy-PID 控制都能较好适应系统模型变化，且 Fuzzy-PID 控的响应更快、超调更小；列车高速运行时，传统 PID 控制已经无法适应系统模型变化超调量和调整时间远远大于 Fuzzy-PID 控制，而 Fuzzy-PID 控制效果良好，能够适应浮运控系统需求，改善系统动态性能，控制器控制效果如图 3-17 所示。3.4 多传感器信心修正的模糊 PID 控制算法本章第一节已经给出了提高运行控制精度的方法：低速运行时依靠提高定位精度高速运行时依靠适应控制模型变化。第二节介绍了利用加速度传感器和卡尔曼滤波
图 3-19 模糊控制器规则此时输出比例系数修正量Pk K 、积分系数修正量ik K 、微分系数修正量dk K和输偏差ke 、偏差变化率k e之间的关系如图 3-20 所示。（a）比例系数修正量 （b）积分系数修正量
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