1、 兰州交通大学硕士学位论文列车自动驾驶方案优化及仿真研究姓名:葛小龙申请学位级别:硕士专业:交通运输规划与管理指导教师:李引珍20110614是幕。珹是虯的技术延伸和发展的最高状态。 琧 琣甌 琣 琣 ;选题的背景与意义在未来的十多年里,中国铁路将会长期处于高速发展的时期,进一步形成高速化的运专线将会达到万公里以上。为了满足我国国内日益增长的旅客运输需求,国家为了满足列车运行速度的不断增长,我国科学家一直都在努力进行着列车控制系统列车自动驾驶方案优化及仿真研究中得到了广泛的应用。自动控制系统。科学家们在实践中发现,许多比较繁琐的、无法用电脑来实现的列车运行控制,列车驾驶员却可以很轻松的完成。于
2、是科学家们从中得到了启发,将这些驾驶员的经验制作成为一个经验库。常用的智能控制算法有:模糊控制算法、模糊预测控制算法、专家控制算法、遗传控制算法以及神经网路控制算法等。在这一领域研究比较早的科学家有日本的了实验测试口。新加坡的学者甋 系统的运行控制。这一控制理论神经网络控制系统 到列车自动驾驶系统中,将传统的通过速度控制转换为通过位置来控制的控制方法睛】。原理和模糊控制理论相结合,提出了基于最大值原理的模糊控制算法,并将这一算法成列车自动驾驶方案优化及仿真研究第一章绪论第三章牵引计算的力学模型列车自动驾驶简介列车自动驾驶子系统的主要作用是能够代替列车驾驶员,自动地驾驶列车在已有的铁路线路上安全
3、运行。利用列车上的车载信息和运行区间的地面信息实现对列车启动、牵引、制动、惰行运行等一系列的运行控制。它使列车可以安全平稳地自动加速到合适的行驶速度,并且根据线路状态的不同来自动调节列车的运行速度,最终将列车停在车站的准确位置上。列车超速防护子系统是控制系统中主要负责列车安全运行监测的部分,具有列车运:山用,从而完成运输任务。列车运行中要满足多个目标,主要包括以下几个方面:列车自动驾驶方案优化及仿真研究如果列车轮对规定的半径是尺。,轮对与钢轨摩擦所产生的损耗上线为口,则轮对在列车自动驾驶方案优化及仿真研究生的各种各样的摩擦、列车轮对与线路轨道之间的摩擦以及整列车与空气之间所产生的压力差所导致的
4、阻碍列车运行的力。附加阻力的构成包括列车在坡道上运行时由于重力势能所产生的阻碍列车向前运行的力、列车在通过线路曲线时由于曲线上向心力的影响以及外轨超高所引起的阻碍列车向前运行的力和列车在线路上运行通过隧道时由于前。列车运行的基本阻力主要由五个方面的因素构成:兰州交通人妒垦:论文空气阻力系数有关。它们的关系表达式如式所示口:涣谐翟诵兴俣列车在坡道上运行时由于重力势能所产生的阻碍列车向前运行的力就是坡道附加 涣谐抵柿百饥一单位曲线阻力列车自动驾驶方案优化及仿真研究使它的运行速度可以达到痟以上,而且本款列车的最高的测试速度可以达到痟以上,满足了现有的铁路线路的速度要求。动车组由八辆车体组成,其中包括
5、四个动车和四个拖车,并且前四个车体为一个动力单元,后四个车体为一个动力单元,每个动力单元分别由二个动力车和二个拖车组成。其组成方式为狹。动车组编组中代号意义如表所示。盒投底楸嘧橹写乓庖濉列车自动驾驶方案优化及仿真研究缁缪埂畑膌:琷弱、二鎙。乙乙。 。崎; 如逶盔:款,嘴髫:縷投底榈那匦郧咄糿蚋图插值计算牵引力在图中点,偷鉈,直鹞6底榍匦郧呱系个已知点,点:疺列车自动驾驶方案优化及仿真研究可以分别采用两种不同的制动方式:空气制动和再生制动。其工作原理如图所示。猅一电气仇 仇一闸瓦与车轮踏面的摩擦系数再生制动是另外的一种制动方式,是列车在限速要求的情况下或者是在停车进站的时候采用的一种制动方式,它的制动力要比空气制动的制动力小。当列车采用制动工况时,作用在列车动车轮对上的电力转换装置将自动的转变为发电机,它的工作原理是将广弧。霄嘲稍鹚力一 :海甹! 馸 瘛 ,二鼍溺一二 :;觯痟卜列车所受合力,一列车 所受的附加阻力痵旷整个动车组的重量根据动能定律可知,动能的增量应该等于作用在列车上的合力所作的总功,即