基于RBF神经网络PID控制的高速列车速度跟踪

速度跟踪控制是列车自动驾驶的一个重要研究方向,但现有速度跟踪控制的性能尚需改进.本文探究了径向基函数(RBF)神经网络PID控制对高速列车速度的跟踪控制.首先改进了高速列车多质点模型;然后研究了被控对象RBF网络整定的PID控制算法,结合反馈控制设计了速度跟踪控制器,根据速度误差用神经网络PID控制决定牵引力和制动力;最后进行了数字化仿真,在仿真过程中考虑了阻力和车厢之间的作用力,并对3种方法进行了对比,结果表明,RBF神经网络PID控制具有最小的速度和距离跟踪误差.相对于单质点模型,本文的多质点模型提高了建模精度,控制系统具有响应速度快、跟踪性能好等优势.     

基于T-S模型的模糊预测控制在列车速度控制器中的应用研究

针对列车的速度控制特点,提出了基于Takagi-Sugeno(T-S)模型的模糊预测函数控制方法.设计了一种列车速度模糊预测函数控制器,并针对不同运行状况以及列车在启动、停止以及运行过程中的特点采取相应的控制策略,将整个控制过程分为多个子空间,每个子空间对应一个线性预测模型,通过仿真研究,验证了该控制器具有良好特性曲线跟踪能力.     

基于状态控制机制列车自动调速控制研究

为解决列车自动调速运行控制中的状态控制问题,提高列车自动调速控制的效率,减少状态切换的变迁,在分析列车自动调速控制模型的基础上,研究了自动调速控制的状态控制机制和采用模糊预测控制逻辑的速度调整算法,提出一种较为可靠地的自动调速控制策略.基于模糊预测控制逻辑,采用形式化方法,设计了状态控制机制,建立了系统模型.为了减少受...     

基于T-S模型的不确定切换系统的鲁棒H_∞可靠控制

提出一种基于局部T-S模型不确定切换系统的可靠控制方法,将输入空间划分为若干个区域,在每一区域内构建局部T-S模型并设计相应的控制器;这样由于模糊论域的变小而提高了逼近精度,然后再通过多模型切换控制,实现对整体非线性系统的逼近与控制.在此,利用并行分布补偿技术(PDC),借助于LMI和凸优化方法,得出系统鲁棒H∞可靠控制器的解析式.     

高速列车不同头部形状的气动性能研究

就几种典型形状列车车头,在简化列车外形的情况下,针对高速列车不同运行速度下的气动阻力和升力进行计算.为计算阻力和升力系数,将三维雷诺平均化N-S方程(RANS)结合k-ε湍流模型,用有限体积法(FVM)将控制方程离散求解.用SIMPLE法耦合压力-速度场,通过解类Poisson方程,对压力迭代地修正.模拟计算结果显示采用向首部有收缩的头部形状可获得较好的空气动力学性能;综合考虑与权衡稳定性与机动性,在更高速情况下运行的列车宜优先采用向首部有收缩的头部形状.图7,参12.     

基于有色Petri网的点式-基于通信的列车控制系统切换实时性分析

点式?基于通信的列车控制（BM-CBTC）多模列控系统的模式切换时延对城市轨道交通运营效率有着较大影响。分析点式?基于通信的列车控制（BM-CBTC）系统模式切换功能及过程,建立基于有色Petri网（CPN）的模式切换模型,研究不同点式（BM）控制系统设计运行间隔下的系统切换实时性。实验表明,切换时延随着BM设计运行间隔增大而增加,当BM设计运行间隔为2 min时能将列车运行晚点时间控制在5 min以内。建立的CPN模型亦可为其他配置的多模列控系统切换的实时性分析作为参考。     

热障涂层加热系统的自适应模糊预测控制

针对航空发动机热障涂层加热过程中的时变、大惯性、滞后以及高度非线性等问题,提出了一种基于T-S模糊模型的广义预测控制策略来控制涂层的温度。首先,针对模糊C均值(FCM)算法容易陷入局部最优的问题,采用自适应遗传粒子群优化(GA-APSO)算法来优化模糊C均值(FCM)算法的全局寻优能力,并对T-S模糊模型的前件参数进行辨识;其次,采用自适应遗忘因子的递推最小二乘法来估计T-S模糊模型的后件参数。 最后,根据得到的T-S模糊模型设计模糊预测控制器并进行仿真实验。仿真结果表明,在利用自适应遗传粒子群算法对FCM算法进行优化后,算法的初始适应度值、收敛适应度值以及辨识模型的均方误差都有较大程度的降低,说明改良后算法的全局寻优能力得到了很大提升,对样本的模糊聚类效果也更好。在有干扰的情况下利用PID控制器和模糊预测控制器分别跟踪期望温度,相比传统的PID控制,模糊预测控制的控温精度更高,达到稳定期望温度所需时间更短,仿真结果验证了控制方法的有效性。     

列车变坡点地段平稳操纵研究

为了研究列车变坡点地段的车钩力分布规律,减少铁道车辆在变坡点地段的断钩事故,制定变坡点地段平稳操纵方案.采用多质点建模理论对西康线上某次货运列车进行纵向动力学建模,仿真分析列车牵引力、电制力、坡道阻力并对4种典型变坡点地段的车钩力变化规律展开研究.仿真与试验结果对比表明:所建立的模型能够再现列车牵引力、电制动力和坡道阻力;上坡道变坡点地段,在上坡前提前增大牵引手柄级位能防止因位能变化而引起的纵向冲动;下坡道变坡点地段,在列车部分进入下坡道时进行牵引工况到惰行工况的转换能避免因牵引力卸载而引起的纵向冲动;鱼背式变坡点地段,在列车全部进入上坡道后进行惰行工况到牵引工况的转换能最大程度减小车钩力变化率;锅底式变坡点地段,在列车全部进入上坡道后进行惰行工况到牵引工况的转换能最大程度减小车钩力变化率.     

基于压力分布的高速列车气动力计算方法

基于径向基函数的气动压力插值方法和摩擦力计算模型,提出了一种可用于高速列车线路试验的气动力快速计算方法。该方法只需测得车体表面若干测点的压力,然后基于这些测点的压力值,使用径向基函数插值方法得到车体表面压力分布;并采用数值积分方法与平板边界层摩擦力计算模型能够快速得到气动压差力和气动摩擦力。列车附属部件几何外形复杂,难以通过插值方法获取表面压力分布;为此,基于八辆编组真实外形,给出了各附属部件对列车气动力贡献度,从而使本文提出的方法能够应用于线路试验和动模型试验。为验证计算方法的有效性,针对高速列车三辆编组简化外形头尾车流线型部分,采用数值计算方法对比分析了气动阻力和气动升力计算结果与计算结果;针对三辆编组风洞试验外形分析了气动阻力试验值和计算值。结果表明:提出的计算方法能够满足工程精度要求。     

底部结构对高速列车流场及气动优化规律的影响

为了得到底部结构对列车流场及气动阻力优化规律的影响,通过计算流体力学和正交试验设计分析的方法,研究真实复杂车体的底部流动和尾迹特征,得到了复杂车体气动阻力优化规律.结果表明,尾车鼻尖静压系数在底部结构影响下降低了0.06,尾车流动分离提前,两反对称尾涡核间横向距离增大,尾涡间夹角增大.头型概念设计时的拓扑简化车体模型可以作为真实复杂车体的气动阻力优化设计模型,但考虑底部结构使得头车参数优化的极差值减小、尾车参数的优化极差值增大.头车阻力优化重点为转向架周边结构,尾车阻力优化对流线型长度参数更加敏感.     

高速动车组列车牵引仿真计算技术研究

随着我国高速铁路的发展,高速动车组列车牵引仿真计算具有重要意义。对高速动车组的牵引仿真计算的方法进行了研究,分析了与普通列车牵引计算的区别及相关的关键理论。介绍了自主研发的牵引仿真系统的构成和功能。以京沪高速铁路为计算实例,对4种不同的运行方案进行了仿真计算,对线路中的电分相的设置和影响进行了计算分析,并以京沪高速铁路先导试验段的冲高速试验为对象进行了模拟仿真。多次实际应用表明提出的高速动车组牵引仿真计算的方法具有良好的仿真精度和实用意义, 可以为我国高速铁路工程建设提供有效的手段,并据此提出了今后的发展     

铁路货运直达列车运行线优化选择模型与算法

确定列车运行线是编制列车运行图的重要内容之一,优化列车运行线选择对于加快铁路货物送达速度,压缩铁路车辆周转时间具有重要意义.本文以两个技术站之间开行的直达列车为研究对象,基于不同列车的等级,研究了考虑列车等级权重的列车运行线优化选择方法.以各列车在途中停留时间加权值的总和最小化为优化目标,建立了直达列车运行线选择的0-1整数规划模型,并在此基础上设计了粒子群算法对模型进行优化求解.最后,通过算例分析,验证了优化数学模型和求解算法的有效性,为铁路货运直达列车的运输组织提供参考依据.     

牵引定数不统一的港口后方腹地车流组织优化

线路区段牵引定数不统一是影响列车编组计划制定的重要因素,导致了列车在部分区段欠轴运行,在换重站或技术站进行补减轴作业.本文重点论述了减重方向列车编组方案的优化问题,提出了按充分条件将各种方案归类的方法,从而减少方案成本的对比次数,能快速获得最优的运送方案.在方案成本构成的分析过程中,充分考虑了各影响因素,将牵引机车费用看作与里程相关的可变成本,将欠轴列车浪费的机车和线路能力转化为惩罚费用,并考虑列车开行频率对方案费用的影响,最后从全网络的角度建立减重方向减轴列车编组优化模型.该模型既可获得合理的减重站,又能依据车流量关系选择优化的减轴编组方式,实例验证了模型的有效性.     

试谈变式训练教学

在中等数学教学中,应用变式训练有助于学生提高解题技巧和分析解决问题的能力,优化思维品质．变式训练不仅具有"小步子,大容量,低起点,高效益"的特点,而且能逐步提高和培养学生的数学思想,减轻学生过量过重的作业负担,真正实施素质教育．     

基于灵活编组的轨道交通列车开行方案优化方法

针对城市轨道交通全日客流时间分布不均衡特性下的列车开行方案优化问题,从乘客广义出行成本和企业运营成本角度,考虑列车满载率对牵引能耗成本的影响,利用数学规划方法构建基于灵活编组模式下的多目标列车开行方案优化模型,并提出四阶段求解算法.以某城市轨道交通线路为对象进行案例分析,对比传统固定编组列车开行方案,基于灵活编组的列车开行方案使乘客广义出行费用和企业运营成本分别减少了14.6％和11.0％.结果表明:该方法能有效实现既有固定编组条件下,列车开行方案难以达到的乘客出行费用和企业运营成本双赢目标,可为我国城市轨道交通新型运输组织方案的制定提供新方法.     

地铁列车火灾安全疏散研究

为了研究地铁列车的火灾安全疏散性能,利用Pyrosim火灾数值模拟软件,结合真实材料的物理化学参数,对地铁火灾的毒害气体和能见度分析,确定满载乘客的单节车厢应满足的最低转移时间。模拟地铁火灾真实的疏散场景,进行大规模疏散演练实验,探讨了人群实际转移时间和相关注意事项。利用Pathfinder疏散模拟软件,针对站台疏散和隧道疏散进行了比较分析。     

体育教学中的个性培养

个性培养包含在素质教育之中,素质教育通过个性培养才能得到充分的体现.本文采用文献资料法,拟从体育教学特殊性出发,去分析体育教学在个性化教育中所要注意的问题,以期更好地发挥体育教学在个性培养中的作用.     

列车脱轨极限研究

对列车脱轨的两个安全指标(脱轨系数、轮载荷的减载率)以及它们之间的关系进行了推导,并对他们的安全性作了详细的分析.