基于扩展滑模扰动观测器的高速列车分布式速度协同滑模控制

针对高速列车运行中因受外界未知扰动而导致的各车厢速度不同步问题,提出一种基于扩展滑模扰动观测器的高速列车分布式滑模控制算法。首先,考虑高速列车运行的受力情况,建立高速列车多质点模型;其次,设计领航者车厢滑模控制器和跟随者车厢分布式滑模控制器,构建扩展滑模扰动观测器估计外界未知干扰,并反馈给分布式滑模控制器,以消除外界未知干扰对高速列车各车厢速度同步造成的影响,同时利用Lyapunov理论证明了算法的稳定性。最后,通过Matlab仿真验证了该算法能实时精确观测外界未知扰动并反馈补偿,跟随者车厢能快速跟踪领航者车厢的速度,速度跟踪精确度高达99.9%。

Trainguard MT系统列车驾驶模式讨论

以广州地铁4号线为现有条件,对Trainguard MT系统的列车驾驶模式和列车控制等级之间切换方案进行了详细的论述,并对其应用前景进行了展望。

城市轨道交通超长隧道双车追踪模式下火灾烟气控制与人员安全疏散研究

[目的]城市轨道交通发车间隔一般较短,在超长隧道内会出现同方向行驶两列列车的情况,一旦发生火灾容易造成重大财产损失和人员伤亡,因此需对超长隧道双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律和人员安全疏散策略进行研究。[方法]采用FDS(火灾动力学模拟)软件和Path-finder软件,建立超长隧道火灾模型和人员安全疏散模型,对双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律,以及人员疏散进行仿真分析。[结果及结论]双车追踪模式下,前车尾部着火,通过临界风速纵向通风可保证前车火灾安全;火源下游烟气前锋的蔓延速度为3.20 m/s,至600 s时烟气蔓延至后车,620 s时烟气可完全覆盖后车;烟气温度沿隧道纵向衰减很快,且温度衰减符合双指数模型规律。双车追踪模式下,减小联络通道间距可减少人员疏散总时间,对人员疏散时离开列车的时间影响不大;开启列车端门和疏散平台一侧车门,可显著减少人员疏散时间。在超长隧道双车追踪的最不利火灾场景下,人员疏散存在困难,可通过减小联络通道间距保障人员疏散安全。

基于滑模控制的虚拟编组列车追踪控制策略

[目的]现有的基于移动闭塞的列车控制系统中,相邻列车之间存在较大的安全裕度,在面对潮汐客流现象时,区段的运输效率同区段的实际运力需求无法匹配。虚拟编组列车能够提高线路的运力,同时能更好地适应不平衡的通勤客流。因此,需研究适用于虚拟编组列车的高精度追踪控制策略。[方法]针对虚拟编组列车运行控制问题,提出了一种基于滑模控制的虚拟编组运行控制策略。建立了列车动力学模型和虚拟编组列车运行控制模型;设计了非奇异终端滑模控制器,并对所设计的控制器进行了仿真测试。[结果及结论]在所提出的虚拟编组控制策略下,虚拟编组列车的位置跟踪误差和速度跟踪误差能够沿滑模面在有限时间内渐近收敛到零。在仿真验证的4列列车中,当首列列车运行状态发生改变时,虚拟编组中的其余列车会在很短的时间内跟踪期望的速度轨迹,验证了所提出的控制策略对虚拟编组列车追踪控制的有效性。

基于双环自适应滑模控制的高速列车运行追踪

针对列车高速运行跟踪控制问题,提出了一种基于双环结构的RBF神经网络自适应滑模控制算法。首先系统结构分为位移与速度控制子系统,防止列车因单个控制器故障而失控;在此基础上采用积分滑模控制,加强控制器的鲁棒性;同时在速度子系统中引入参数自适应算法与RBF神经网络自适应算法削弱列车受到基本阻力、附加阻力以及不确定性阻力带来的影响;最后通过Lyapunov稳定性分析证明系统的稳定性。通过仿真实验结果表明,位移误差在[-3.3×10^(-4),1.9×10^(-4)]范围以内,速度误差在[-2.1×10^(-2),3.1×10^(-2)]范围以内,该算法可以实现对列车的速度与位移精确追踪。

课题达成型品管圈在构建门诊智慧药房岗前培训模式中的应用

目的通过观察分析课题达成型品管圈在构建门诊智慧药房岗前培训模式中的应用,为智慧药房新入职药师岗前培训提供创新性解决思路和系统化解决方案。方法选取2023年1月至2024年3月新入职烟台毓璜顶医院门诊药房且无本岗位工作经历的70名药师,采用随机抽签法分为两组,对照组实施传统的培训模式,试验组采用课题达成型品管圈构建的门诊智慧药房岗前培训新模式,统计培训末期理论、技能和实践考核成绩、新入职药师培训满意度。结果试验组理论、技能和实践考核成绩、新入职药师培训满意度结果均显著高于对照组(P<0.05)。结论门诊智慧药房新入职药师岗前培训新模式在培训方案的设计、培训内容的标准化、培训周期的合理安排、培训模式的创新等方面具备很大的优势,提高了药师的培训满意度,取得了良好的培训效果。

基于观测器的高速列车半主动悬架滑模容错控制

高速列车长期处于高强度、强干扰、长距离的运行环境中,悬架系统出现执行器故障等情况都会影响列车运行过程中的安全。针对此问题,提出了一种基于滑模观测器的滑模容错控制方法。首先,构建了含有执行器故障的高速列车横向动力学模型,设计了滑模观测器,对执行器未知故障值进行实时估计;然后,将故障估计值输入滑模控制器,设计了滑模变结构容错控制器,计算得出列车姿态平稳所需的等效输出阻尼力,以实现包含执行器故障的半主动悬架系统容错控制,并且结合Lyapunov稳定性理论对滑模容错控制器的稳定性进行了分析;最后,通过实验验证了所设计的滑模观测器能够使各变量观测值在0.3 s左右跟踪上实际值,跟踪精度达到90%左右,并且同样验证了所设计的滑模控制器相较于传统PID控制器在悬架发生执行器故障的情况下有更好的鲁棒性。

基于改进模糊滑模控制的列车速度跟踪研究

列车运行过程具有强耦合、非线性等特征,且往往存在较大且不可观测的外界干扰,这些特性加大了列车运行控制的难度,针对列车运行速度跟踪控制问题,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法。首先基于模糊滑模控制,引入全局快速终端滑模控制,使系统在有限时间内达到稳态;然后构造以李亚普洛夫函数导数的绝对值为补偿的自适应干扰估计项,对外界干扰进行准确估计,进而提出一种双层递阶指数趋近全局快速终端模糊滑模控制器,并且引入指数趋近率来调节滑模面的动态品质,该控制器能快速收敛到稳定状态,且有效地消除了控制器的抖振情况;最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性,且提高了列车运行控制系统性能。

高速列车离散径向基函数自适应鲁棒滑模网络控制方法

[目的]为实现列车牵引制动关键系统的可靠控制,同时抑制通信时延对列车控制产生的影响,针对高速列车关键网络系统提出一种离散RBF(径向基函数)自适应鲁棒滑模控制方法。[方法]介绍了高速列车牵引制动网络系统;设计了考虑时延分数项的自适应鲁棒滑模控制方法,并对其进行了稳定性分析;在测试平台上利用组态软件对所提离散RBF自适应鲁棒滑模控制方法进行联合仿真分析。[结果及结论]将离散系统中的时延分为整数项和分数项,在充分考虑时延分数项的基础上,推导出离散趋近律下的时延补偿滑模牵引制动力,其中的未知非线性函数利用具有自适应调节特性的RBF神经网络进行精确逼近。为抑制列车运行过程中受到的较强干扰,将基于干扰观测器的滑模牵引制动力融入模型中,以增强其抗干扰性能。所提离散RBF自适应鲁棒滑模控制方法在稳定性能和响应性能方面优于其他控制方法,具有更为理想的时延补偿效果和鲁棒性能。

功率基准型脉冲序列控制三相逆变器分析

针对宽负载范围工况脉冲序列(PT)控制三相离网逆变器存在输出电压低频振荡问题,提出一种三相离网逆变器功率基准型脉冲序列(PRM-PT)控制技术。针对不同的输出电压和输出功率,PRM-PT控制在不同功率基准的多个高功率脉冲和低功率脉冲中选择合适的控制脉冲对输出电压进行控制,减小不同输出功率时高、低功率脉冲差异,有效抑制了输出电压低频振荡现象。PRM-PT控制器以离散化方式拟合占空比函数,不需要误差放大器及相应补偿网络,具有环路设计简单、控制运算量低的优点。仿真分析和实验结果表明PRM-PT控制相比PT控制输出电压纹波小、动态响应速度更快,有效抑制了输出电压的低频振荡问题。

支持自动点灯功能的汉巴南高铁调度集中系统设计

针对汉巴南高铁在项目开通初期需在常态灭灯区段运行LKJ控车模式列车的实际需求,经过研究对比,选择调度集中系统自动点灯方案为信号系统配套实施方案。方案涉及中心行调台、各级中转接口服务器、车站追踪服务器和自律机等多个子系统及其内部模块的开发升级。以兼容和扩展为原则进行方案整体设计,提供LKJ控车模式数据灵活输入和可靠传输机制,在车站核心自律机增设自动点灯模块和升级计划执行模块,完成自动点灯逻辑与既有排路逻辑融合、自动点灯时机计算以及自动点灯重试和报警等功能。增设参数进行业务管控和算法调优,确保自动点灯功能的安全性、适配性和精准性。方案已成功应用于汉巴南高铁并取得预期效果,为调度集中系统在复杂场景下的功能补齐提供解决思路。

列控车载设备不同工作模式下运行方案研究

针对高铁动车组列车进出动车段(所、存车场)的不同运营场景,对动车存车场内岔区侧向允许通过速度低于列控车载设备顶棚限制速度导致的列车紧急制动等问题进行了研究。通过对典型动车存车场内站场布置方案、道岔号码选择、信号系统设置情况进行分析,结合动车组列车进出动车存车场的特殊运营场景,分析了CTCS-2级列控车载设备在不同工作模式下存在的运行风险,即动车存车场内设置9号道岔时其侧向允许通过速度会对列车安全运行造成影响。在此基础上,根据新建和既有动车段(所、存车场)的不同情况提出了两种优化方案,优化后的方案已在部分工程中进行了应用,同时也为后续铁路的工程设计、运营维护提供了借鉴。

基于滑模和径向基函数神经网络的城市轨道交通列车速度跟踪控制算法

[目的]针对城市轨道交通列车运行控制系统中传统ATO(列车自动运行)速度控制算法在速度跟踪控制方面存在的控制精度不高和抗扰动性差的问题,提出了一种新的速度控制算法来提高控制精度。[方法]首先,建立了列车运行的单质点动力学方程,针对牵引和制动系统在执行指令时存在的时滞现象设计了时延补偿模块;其次,在控制器设计部分采集速度和位置误差建立滑模切换函数,并通过微分方程推导建立滑模控制器;最后,为了抑制滑模控制器固有的抖振现象,将其输出的切换控制量采用径向基神经网络进行目标训练从而优化控制器。[结果及结论]基于徐州地铁3号线二期改造列车参数在Matlab软件上进行仿真试验,其仿真结果证明该算法保证了列车在运行过程中,控制器输出的速度可以更高效精确地跟踪给定的推荐速度曲线。

Automatic Train Operation Based on Adaptive Terminal Sliding Mode Control

This paper presents an adaptive terminal sliding mode control(ATSMC) method for automatic train operation. The criterion for the design is keeping high-precision tracking with relatively less adjustment of the control input. The ATSMC structure is designed by considering the nonlinear characteristics of the dynamic model and the parametric uncertainties of the train operation in real time. A nonsingular terminal sliding mode control is employed to make the system quickly reach a stable state within a finite time, which makes the control input less adjust to guarantee the riding comfort. An adaptive mechanism is used to estimate controller parameters to get rid of the need of the prior knowledge about the bounds of system uncertainty. Simulations are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed controller, which has robust performance to deal with the external disturbance and system parametric uncertainties. Thereby, the system guarantees the train operation to be accurate and comfortable.

基于扰动补偿的高速列车自适应滑模黏着控制

列车安全和平稳运行依赖于牵引力的有效发挥,而牵引力的有效发挥受限于轮轨间的黏着状态。为了解决高速列车行驶在低黏着轨面时牵引力不足的问题,考虑到车重、阻力、坡度等参数不易精确获取,设计一种基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制算法。根据黏着计算模型和简化列车模型,建立高速列车轮轨动力学模型。通过设计动态观测精度更高的鲁棒黏着观测器,以精确获取当前轨面提供的黏着力。在此基础上,针对列车工作在最优黏着点附近时能够获得较大牵引力这一特性,采用梯度观测极值搜索算法获取该点附近的蠕滑速度。同时,设计基于扰动补偿的自适应滑模控制器控制电机输出转矩,使高速列车能够在部分系统参数未知的情况下跟踪极值搜索算法输出的蠕滑速度,从而提高列车牵引力。基于扰动补偿的自适应滑模控制,通过观测补偿系统不确定部分和自适应调节开关增益,减少滑模控制律抖振对黏着控制性能的影响。研究结果表明,基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制算法在系统中存在未知参数时,能够控制列车在10 s内到达冰雪轨面最优黏着工作点附近,在1 s内到达潮湿轨面最优黏着工作点附近。此外,相比于传统滑模黏着控制和自适应滑模黏着控制,所提算法控制律抖振更低,并且能够更精确地搜寻和跟踪最优黏着工作点。所提算法可以为实际列车黏着控制算法设计提供参考。

快速轨道交通列车分段制动防滑控制仿真

轨道交通列车的防滑控制性能过差会影响列车的制动性能和稳定性能,为了提高轨道交通列车的安全性,以分段制动的方式控制轨道交通列车的滑动状态,提出快速轨道交通列车分段制动防滑控制仿真方法。通过分析轮轨间粘着力和滑移变化曲线建立轨道交通列车的纵向运行学模型,并以上述模型为基础,将轨道交通列车的整体制动过程分割成多组制动区段,通过将单位制动区段与滑模控制器结合,实现轨道交通列车的分段制动防滑控制。仿真结果表明,无论是在轨道粘着条件始终维持在较低水平的工况条件下,还是在轨道粘着条件发生突变的工况条件下,所提方法控制下的实际行驶速度均与目标行驶速度吻合,验证了上述方法具有较好的控制效果。

脑心健康管理师工作实践及培训研究进展

脑心健康管理师是卒中患者、高危及健康人群的专职管理师,其职责在于通过全面管理降低脑卒中发病率和复发率,提高我国卒中防控的水平。本文从脑心健康管理师的由来和发展、准入条件和培训现状、工作内涵和服务模式、不足与展望方面进行阐述,提出脑心健康管理目前存在的问题及不足。通过不断地持续改进,确保脑心健康管理师人才建设及团队的稳定性,以期为国内开展脑心健康管理、慢性病的研究及管理实践提供参考。

基于品管圈的医学检验技术专业本科毕业论文实训模式的构建

目的以品管圈活动方式构建医学检验技术本科专业毕业论文实训模式。方法规范建立教学品管圈,并确定“毕业论文实训模式在医学检验技术本科专业的构建”为活动主题,运用有效的质量管理工具进行主题选定、课题明确化、目标设定、方策拟定及最适方策追究、方策的实施与检讨、效果确认及标准化。结果通过优化指导教师队伍、优化师生匹配促进师生沟通和建立过程管控完善最终考核三大方策群组的实施,设定的4个目标值均圆满完成。结论构建以科室为保障、以教师为主导、以学生为中心的论文实训模式,不仅可以满足教学需求,优化教学流程,提高教学质量,而且可以推广至其他院校及其他专业的本科实践教学领域。

重载列车运行过程的建模与RBFNN滑模控制

【目的】为解决重载列车在复杂线路条件下难以实现高精度轨迹跟踪控制的问题,提出了一种重载列车多质点模型和径向基函数神经网络滑模控制(RBFNNSMC)方法。【方法】首先,考虑空气制动和钩缓装置约束,建立重载列车多质点模型,并对人为测量误差和车辆参数差异等导致的模型不确定性问题,利用RBFNN对其进行估计。其次,设计一种非线性干扰观测器(NDO)对列车运行中受强风、雨雪等外界快时变干扰进行实时估计。然后,设计Lyapunov函数对整个系统进行稳定性证明。【结果】基于大秦线的实际线路数据,进行RBFNNSMC方法、PID方法和SMC方法的速度跟踪对比实验。仿真结果表明,RBFNNSMC方法的速度误差在±0.15 km/h以内,优于其他两种方法。加入NDO后,RBFNNSMC方法的抗干扰能力也更强。【结论】基于NDO的RBFNNSMC方法的跟踪精度相较于SMC方法在无干扰和受干扰情况下分别提升27.3%和28.9%,鲁棒性有所提升。

珠三角城际CTCS2+ATO列控系统控车舒适性研究及案例分析

针对珠三角城际线上CRH6A-0405动车组装备的CTCS2-200K+ATO列控车载设备,在控制列车减速进站过程中舒适性欠佳问题,研究ATO系统的工作原理及其控车策略、ATO系统所使用的PID滑模控制器及其模型和相关参数,以及ATO系统控车舒适性的评价指标及影响因素。对列车进站进入降速区前存在异常加速而导致的冲击率过大问题,采取降低列车高速运行时的滑模增益系数避免控制命令饱和的优化方案;对站前减速过程速度与距离采用线性关系导致减速过程不平稳问题,提出将速度与距离关系按照二次函数进行映射的优化方案。现场验证表明:优化后的速度曲线更加平滑,减速过程更加连贯平稳。