基于RBF的高速列车速度跟踪控制及仿真研究
发布时间：2022-01-27 12:13
随着我国“一带一路”战略的稳步推进,其沿线经济带上高速铁路的重要性也不断凸显。目前,我国高速列车的运行速度已经超过了300km/h,这就对高速列车的控制系统提出了更高的要求。然而,目前高速列车的运行控制主要还是通过人工操作来完成,相关高速列车建模优化控制的研究还处于初期阶段,对给定的目标速度优化曲线不能进行准确跟踪,这一系列问题严重制约了我国高速铁路的智能化发展。因此,建立有效的高速列车动力学模型,设计合理的高速列车速度跟踪控制策略,对于我国“一带一路”战略的顺利实施具有重要意义。针对高速列车运行过程非线性的特点,采用基于RBF数据驱动的建模方法,建立高速列车运行过程动力学模型,设计采用了基于RBF-PID自校正控制策略实现对高速列车的速度跟踪,通过虚拟现实技术建立高速列车视景仿真系统,并在该视景仿真平台上验证所提建模控制方法的有效性。主要内容如下:1、根据高速列车CRH380AL牵引制动特性以及运行过程的受力分析,构建高速列车动力学方程,结合现场采集CRH380AL型动车组在济南西-滕州东的实际运行数据,经归一化处理后,利用RBF神经网络建立高速列车运行过程的动力学模型。2、基于建立...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高速列车控制系统的介绍
1.2.2 ATO技术的研究
1.2.3 高速列车建模与控制方法的研究
1.2.4 虚拟仿真视景的发展
1.3 论文主要研究内容
第二章 高速列车运行过程建模分析
2.1 高速列车运行过程的动力学分析
2.1.1 高速列车运行过程的受力分析
2.1.2 高速列车动力学方程
2.2 高速列车建模过程方法
2.2.1 数据驱动建模
2.2.2 RBF神经网络
2.3 高速列车运行过程建模与验证
2.4 本章小结
第三章 高速列车速度跟踪控制器的设计与分析
3.1 高速列车速度-距离跟踪控制
3.2 PID控制策略
3.3 RBF神经网络整定PID原理
3.4 速度跟踪控制仿真分析
3.5 本章小结
第四章 高速列车视景仿真及验证
4.1 三维虚拟场景的的建立
4.1.1 MultiGenCreator软件的简介
4.1.2 建模关键技术及优化方法
4.1.3 三维场景模型的构建
4.2 虚拟场景实时驱动漫游
4.2.1 VegaPrime仿真平台
4.2.2 场景实时驱动漫游
4.3 虚拟仿真平台及验证
4.3.1 硬件设备
4.3.2 软件设计
4.3.3 列车视景系统仿真验证
4.4 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]动车组自动驾驶制动过程双自适应优化控制[J]. 李中奇,杨振村. 计算机仿真. 2016(06)
[2]虚拟现实技术与应用[J]. 杨洋. 山东工业技术. 2014(17)
[3]动车组制动过程多模型自适应PID控制[J]. 杨辉,严瑾,张坤鹏. 铁道学报. 2014(03)
[4]数据驱动的高速列车子空间预测控制[J]. 衷路生,颜争,杨辉,齐叶鹏,张坤鹏,樊晓平. 铁道学报. 2013(04)
[5]基于Vega Prime的环境特效与爆炸特效实现技术[J]. 张晶,李青,陈义军,李选鹏. 自动化技术与应用. 2010(09)
[6]基于模糊PID软切换控制的列车自动驾驶系统调速制动[J]. 董海荣,高冰,宁滨,张严心. 控制与决策. 2010(05)
[7]Vega Prime实时视景仿真中粒子系统的应用研究[J]. 廖炎平,刘莉,杜小菁,戚泽华,白海涛. 系统仿真学报. 2010(04)
[8]列车自动驾驶调速系统自适应模糊控制[J]. 董海荣,高冰,宁滨. 动力学与控制学报. 2010(01)
[9]降低城市轨道交通工程造价及运营费用的一个有效途径——先进合理的列车自动控制ATC系统[J]. 刘海军. 铁道标准设计. 2009(11)
[10]基于Multigen Creator的桥梁三维建模方法研究[J]. 王应桥. 中国水运(下半月). 2009(10)
博士论文
[1]高速动车组自适应速度跟踪控制[D]. 李中奇.南昌大学 2015
[2]列车自动驾驶控制模型参数辨识及其应用[D]. 王呈.北京交通大学 2015
硕士论文
[1]高速列车子空间模型辨识与预测控制方法[D]. 颜争.华东交通大学 2013
[2]基于Multigen Creator/Vega Prime的列车运行视景仿真[D]. 和蕴锋.西南交通大学 2012
[3]列车自动驾驶算法研究及仿真实现[D]. 饶晓璐.西南交通大学 2010
[4]高速列车智能制动系统的研究[D]. 王江涛.郑州大学 2009
[5]基于Multigen Creator/Vega Prime无人机三维视景仿真系统的设计与实现[D]. 徐鹤.南京航空航天大学 2008
本文编号：3612469
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高速列车控制系统的介绍
1.2.2 ATO技术的研究
1.2.3 高速列车建模与控制方法的研究
1.2.4 虚拟仿真视景的发展
1.3 论文主要研究内容
第二章 高速列车运行过程建模分析
2.1 高速列车运行过程的动力学分析
2.1.1 高速列车运行过程的受力分析
2.1.2 高速列车动力学方程
2.2 高速列车建模过程方法
2.2.1 数据驱动建模
2.2.2 RBF神经网络
2.3 高速列车运行过程建模与验证
2.4 本章小结
第三章 高速列车速度跟踪控制器的设计与分析
3.1 高速列车速度-距离跟踪控制
3.2 PID控制策略
3.3 RBF神经网络整定PID原理
3.4 速度跟踪控制仿真分析
3.5 本章小结
第四章 高速列车视景仿真及验证
4.1 三维虚拟场景的的建立
4.1.1 MultiGenCreator软件的简介
4.1.2 建模关键技术及优化方法
4.1.3 三维场景模型的构建
4.2 虚拟场景实时驱动漫游
4.2.1 VegaPrime仿真平台
4.2.2 场景实时驱动漫游
4.3 虚拟仿真平台及验证
4.3.1 硬件设备
4.3.2 软件设计
4.3.3 列车视景系统仿真验证
4.4 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]动车组自动驾驶制动过程双自适应优化控制[J]. 李中奇,杨振村. 计算机仿真. 2016(06)
[2]虚拟现实技术与应用[J]. 杨洋. 山东工业技术. 2014(17)
[3]动车组制动过程多模型自适应PID控制[J]. 杨辉,严瑾,张坤鹏. 铁道学报. 2014(03)
[4]数据驱动的高速列车子空间预测控制[J]. 衷路生,颜争,杨辉,齐叶鹏,张坤鹏,樊晓平. 铁道学报. 2013(04)
[5]基于Vega Prime的环境特效与爆炸特效实现技术[J]. 张晶,李青,陈义军,李选鹏. 自动化技术与应用. 2010(09)
[6]基于模糊PID软切换控制的列车自动驾驶系统调速制动[J]. 董海荣,高冰,宁滨,张严心. 控制与决策. 2010(05)
[7]Vega Prime实时视景仿真中粒子系统的应用研究[J]. 廖炎平,刘莉,杜小菁,戚泽华,白海涛. 系统仿真学报. 2010(04)
[8]列车自动驾驶调速系统自适应模糊控制[J]. 董海荣,高冰,宁滨. 动力学与控制学报. 2010(01)
[9]降低城市轨道交通工程造价及运营费用的一个有效途径——先进合理的列车自动控制ATC系统[J]. 刘海军. 铁道标准设计. 2009(11)
[10]基于Multigen Creator的桥梁三维建模方法研究[J]. 王应桥. 中国水运(下半月). 2009(10)
博士论文
[1]高速动车组自适应速度跟踪控制[D]. 李中奇.南昌大学 2015
[2]列车自动驾驶控制模型参数辨识及其应用[D]. 王呈.北京交通大学 2015
硕士论文
[1]高速列车子空间模型辨识与预测控制方法[D]. 颜争.华东交通大学 2013
[2]基于Multigen Creator/Vega Prime的列车运行视景仿真[D]. 和蕴锋.西南交通大学 2012
[3]列车自动驾驶算法研究及仿真实现[D]. 饶晓璐.西南交通大学 2010
[4]高速列车智能制动系统的研究[D]. 王江涛.郑州大学 2009
[5]基于Multigen Creator/Vega Prime无人机三维视景仿真系统的设计与实现[D]. 徐鹤.南京航空航天大学 2008
本文编号：3612469
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