跨座式单轨智能编组固定时间协同控制研究

围绕跨座式单轨智能编组协同控制问题,在分析智能编组运行场景的基础上,建立了动力学模型,明确了控制目标,构建了跨座式单轨智能编组分布式固定时间协同控制架构,提出了分布式固定时间协同控制方法;运用代数图论构建了智能编组通讯拓扑关系,应用了分布式固定时间滑模估计器,设计了分布式固定时间积分滑模控制器,基于Lyapunov稳定性理论证明了估计器和控制器的稳定性。数值仿真结果表明:设计的分布式固定时间协同控制算法能使智能编组车辆的位置和速度分别在11.5、13.0、12.0、14.0 s跟踪到指令曲线并保持理想的车间间距,而用有限时间控制器的智能编组车辆分别在17、26、18、28 s才能跟踪上指令曲线。数值仿真结果表明:设计的分布式固定时间协同控制方法能有效提升跨座式单轨智能编组的运行效率。

基于多目标协同优化算法的单轴式单轨车辆系统参数优化研究

为提高单轴式单轨车辆的稳定性能,分析了带空间杆系结构的单轴式转向架跨座式单轨车辆结构,建立了带空间杆系结构的单轴式单轨车辆非线性动力学模型。利用全局灵敏度方法,开展了单轨车辆空间杆系结构定位参数、悬挂参数对单轴式单轨车辆稳定性能灵敏度分析。以单轴式单轨车辆车体侧滚角和轮重减载率为目标,以车辆曲线通过性为约束,基于改进型遗传算法(NSGA-II)对单轴式转向架空间杆系结构定位参数及系统悬挂参数开展优化研究。优化结果显示:参数优化后,单轨车辆车体侧滚角减少了6.695%,轮重减载率减少了9.262%,提升了单轴式单轨车辆的运行稳定性。

基于RBFNN的跨座式单轨车辆自动驾驶滑模控制研究

针对跨座式单轨全自动驾驶控制问题,在分析跨座式单轨运行场景的基础上,建立了基于RBFNN的跨座式单轨动力学模型,明确了控制目标,提出了基于基于径向基神经网络(RBFNN)的跨座式单轨固定时间滑模控制方法,设计了基于RBFNN的跨座式单轨固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性。通过数值仿真结果表明:设计的控制算法能使车辆的位置和速度在15 s内均跟踪到指令曲线,而有限时间控制器在24 s才能跟踪上指令曲线;有RBFNN相较于无RBFNN,在位置跟踪上更加接近指令位置约0.1 m,在速度跟踪上更加接近指令速度约0.01 m/s;仿真结果表明笔者设计算法能有效提升跨座式单轨车辆的运行效率,可为跨座式单轨全自动驾驶的实施提供控制算法借鉴。

跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制

为解决跨座式捷运车辆编组协同巡航控制问题,本文提出了基于固定时间理论的跨座式捷运车辆编组分布式协同巡航控制方法.首先,文章建立了跨座式捷运车辆编组动力学模型,明确了编组队列的控制目标,构建了分布式固定时间协同巡航控制架构,提出了跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制方法.然后,本文运用代数图论描述编组间的通讯拓扑关系,应用了分布式固定时间终端滑模估计器估计领航编组的位置和速度,设计了分布式固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性.最后,文章进行了加速–巡航常规工况仿真实验,验证了所提出控制方法的有效性.

直线电机跨座式单轨车辆曲线通过能力分析

针对重庆跨座式单轨3号线在雨雪天运营时大坡度路面起步走行轮打滑等问题,设计了直线电机跨座式单轨。并将该跨座式单轨车辆推广到冬季高寒、夏季高温和纬度偏高的“三高”地区。通过结构设计,建立了直线电机跨座式单轨车辆动力学模型,并通过动力学仿真分析,证明其具有良好的曲线通过性与气隙稳定性,但其曲线限速应较跨座式单轨有所降低。

悬挂参数对直线电机跨座式单轨车辆气隙稳定性和运行平稳性影响

胶轮驱动的跨座式单轨车辆在冰雪天运行时走行轮易打滑,影响车辆安全行驶。为解决该问题,设计了直线电机驱动跨座式单轨车辆方案,建立了直线电机跨座式单轨车辆动力学模型,分析了不同悬挂参数下车辆的气隙稳定性和运行平稳性。结果表明:支撑轮刚度和橡胶弹簧刚度对电机气隙影响很大,但支撑轮刚度和橡胶弹簧刚度对车辆运行平稳性影响很小。