专利名称：动车组制动过程多模型自适应pid控制的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及动车组制动过程建模与控制方法，属动车组制动过程监测与自动控制技术领域。
背景技术：
铁路运输在我国社会经济发展中发挥着极其关键的作用。客运列车高速化是提高铁路运输能力的重要组成部分之一，动车组成为我国高速铁路发展的重要交通工具。动车组制动过程具有非线性特性，随着其制动初始速度的不断增大和旅客要求的提高，同时对动车组的安全可靠制动提出了更高的要求，如何对其制动过程建立有效的模型和确定正确的控制策略，对确保动车组安全、准确的制动具有重要的现实意义。目前，大多数列车控制方法的讨论是基于以力作为控制量的数学模型，而这种模型忽略了控制力产生的动态过程，并且随着速度增大，模型产生的误差越大，而动车组制动更是要求在尽量短的距离下使高速运行下的列车安全准点的停车，因此不能准确反映动车组的动力学特性。相关文献针对城轨列车制动系统提出了适合控制器设计的制动模型，该模型能够较好地描述城轨列车制动系统的动态特性，但是该模型是基于制动级别和目标加速度之间的线性关系，而动车组制动级别和目标加速度是非线性关系的，所以该模型在一定程度上不适用于描述动车组制动过程。相关文献结合城市轨道交通列车自动驾驶系统实测数据，对列车制动模型进行研究，综合应用模型选择技术、专家经验和优化技术，确定了列车制动模型以及制动率和制动减速度之间的函数关系，但是该模型是基于速度线性下降，制动减速度基本保持不变，而动车组的制动减速度并不是恒定的。相关文献针对高速列车的快速、准确、舒适停车问题，提出带有舒适度约束条件的模糊预测-PID复合控制方法。但是该方法是基于高速列车制动过程的机理模型，假设基本阻力是恒定的，忽略了阻力是随着速度的变化而变化的情况。
发明内容
本发明的目的是，对复杂的动车组制动过程建立有效的多模型描述，基于多模型切换策略选择任一时刻最佳局部模型，并采用模糊自适应PID算法对动车组制动过程进行控制，实现高效安全正点运行。本发明的技术方案是:本发明根据采集的动车组制动过程现场数据，利用数据驱动建模方法，通过减法聚类确定制动过程模型个数，从而建立描述动车组制动过程的多个局部线性模型；局部线性模型参数采用最小二乘法辨识，在每一采样时刻，基于多模型切换策略选择任一时刻最佳局部模型；并采用基于多模型切换的动车组模糊自适应PID算法对动车组制动过程进行控制，实现安全、高效、正点、停靠准确多目标运行。本发明基于减法聚类的动车组制动过程建模步骤为:1、分析动车组制动特性曲线,如
图1和表I所示，图1为动车组再生制动特性曲线；表I为动车组再生制动曲线参数。
分析动车组制动过程中作用在其上的各种作用力，其制动过程动力学模型可表示为:
权利要求
1.一种动车组制动过程多模型建模和自适应PID控制方法，其特征是，所述方法根据采集的动车组制动过程现场数据，利用数据驱动建模方法，通过减法聚类确定制动模型个数，从而建立描述动车组制动过程的多个局部线性模型；在每一采样时刻，基于多模型切换策略选择最佳局部模型，并采用模糊自适应PID算法对动车组制动过程进行控制，实现安全、高效、正点、停靠准确等多目标优化运行。
2.根据权利要求1所述的动车组制动过程多模型与自适应PID控制方法，其特征是，所述建立动车组制动过程多模型方法为: 以动车组制动过程受力情况的数学方程描述为基础，确定子模型的线性结构，据此设计动车组制动过程多模型框架为: R1: A1 (z_1) y (k) =B1 (z_1) u (k-d) + ζ (k)，1=1，2…η 可表示为如下最小二乘形式:
3.根据权利要求1所述的动车组制动过程多模型建模和自适应PID控制方法，其特征是，所述自适应PID控制方法为: 基于多模型切换的PID参数模糊自整定方法是找出PID三个参数与最优切换模型输出误差e和误差变化率ec之间的模糊关系，在运行中通过不断检测e和ec，根据模糊控制原理对三个参数进行在线修改，以满足不 同e和ec时对控制参数的不同要求，从而使动车组制动过程有良好的动、静态性能。
全文摘要
一种基于多模型切换的动车组模糊自适应PID控制方法，所述方法根据采集的动车组运行过程数据和现场经验知识，提出数据驱动建模方法，应用减法聚类确定制动模型个数，从而建立描述动车组制动过程的多个局部线性模型，局部线性模型采用递推最小二乘法辨识模型参数，在每一采样时刻，基于多模型切换策略选择最佳局部模型，并采用模糊自适应PID算法对动车组制动过程进行控制，实现动车组安全、正点、有效运行。本发明方法简单实用，可实现动车组制动过程多目标控制。本发明适用于动车组制动过程在线监测和自动控制。
文档编号G05B13/04GK103092076SQ20131000316
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者杨辉, 严瑾, 张坤鹏, 李中奇, 刘杰民 申请人:华东交通大学