基于虚拟轨道有轨电车的服役速度决策控制

【作者】 韩鹏； 张卫华； 张众华； 李仕云； 曹竞伟；

【机构】 西南交通大学牵引动力国家重点实验室； 西华大学； 西南交通大学电气工程学院；

【摘要】 本文研究主体为一种新型城市轨道车辆,即基于虚拟轨道的有轨电车。该车辆是有轨电车与汽车走行方式的合成技术,其核心技术包括车辆总体技术、牵引传动与控制技术、自主循迹控制技术以及服役速度决策控制等内容。本文首先对其设计工作原理以及关键模块进行简述,并按照模块化思想建立自导向有轨电车仿真平台,主要包括虚拟轨道模块、列车运动学模块、电机牵引驱动模块以及列车动力学模块、循迹控制器模块以及速度决策控制模块,并对各模块间的联系与协调关系进行简述。自导向有轨电车的主控制器主要包含两个内容,即可行路径规划与服役速度决策,二者共同组成轨迹规划控制器。在自导向有轨电车循迹过程中,列车服役速度会受规划出的可行路径影响,本文主要研究目的即根据不同的线路状况给定自导向有轨电车速度决策,速度决策控制过程中主要考虑的系统输入为车辆系统动力学特性及车辆循迹误差。本文根据车辆服役特性,分别对各影响车辆服役速度的动力学指标以及循迹误差评价指标进行简述,并分析各指标对速度的敏感度,建立不同形式的敏感度函数,最终得到动力学评定因子和循迹误差因子。根据模糊控制原理,建立反映二者与速度决策关系的双输入单输出模糊控制器,并根据经验构建隶属度函数,对车辆服役速度进行模糊决策。最终,速度控制器经过自导向有轨电车仿真平台进行验证,由仿真结果可知,在速度模糊控制器决策作用下,车辆能够始终保持较好的循迹特性及动力学特征。更多还原