收藏本站
《北京交通大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速磁浮列车最优速度曲线及其跟踪控制研究

杨光  
【摘要】: 高速磁浮列车是未来交通的重要发展方向之一。高速磁浮交通技术研究已经被列为国家“十五”863计划重大专项。本文以德国高速磁浮列车系统为研究对象,以实现列车安全正点、舒适节能地自动驾驶为目标,对列车运行的最优速度曲线及其跟踪控制问题以及与此相关的问题进行了研究。论文的主要研究工作及创新点总结如下。 (1)为了便于分析和求解磁浮列车的运行规律,采用拟和方法对磁浮列车运行的非线性动力学模型进行了近似处理,得到了适用于类型相同而不同编组列车系统的统一的近似动力学模型,并给出了隐式解析解的通用表达形式。研究了恒力作用下列车运行的规律,并给出了已知列车运行规律求解控制力的迭代搜索算法。 (2)系统地分析了磁浮列车的双限速度防护问题,提出了基于动力学模型的安全速度防护曲线的求解算法,确定了列车运行的安全速度域。研究了列车速度越界后的防护措施,并给出了列车超速防护下的涡流制动切换算法。 (3)基于磁浮列车的动力学模型,以安全、舒适为约束条件,分别求解了最短时间和最小能量的最优控制问题,在理论分析的基础上给出了工程化求解方法。针对最小能量控制下确定惰行切换点的关键问题,给出了两种求解方法。基于求解不同定时条件下的最小能量得到了能耗随运行时间变化的曲线,为铺画列车运行图提供了重要的依据。 (4)利用反馈线性化技术,处理了磁浮列车系统的非线性动力学模型,设计了非线性补偿器和PI控制器。仿真结果表明,所设计的控制系统实现了列车速度良好地跟踪目标速度曲线。 (5)在分析几种典型轨道交通的列车自动控制系统特点的基础上,提出了一种更完善、安全性和可靠性更高的新型运行控制系统体系结构。分析了新结构中的列车运行仿真系统的核心功能,并基于磁浮列车最优速度曲线的理论和算法设计了运行速度曲线优化模块的功能,为铺画高速磁浮交通系统的运行图提供了技术支撑。 综上所述,本文对磁浮列车最优速度曲线及其相关研究成果,为高速磁浮列车研究提供有益的参考,具有重要的理论意义和应用价值。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U266.4

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 潘孟春;高速磁浮列车波动特性及其抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 曹志强;基于有色Petri网的高速轨道交通分区交接模块的建模[D];复旦大学;2011年
2 陶诗骏;磁浮列车牵引系统工程应用问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 李珂;固定运行时分条件下的列车节能控制[D];北京交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈万里,程家兴;基于模拟退火算法(SAA)求解列车控制问题[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年03期
2 程家兴,陈万里;列车控制问题的计算分析及自适应算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
3 刘恒坤;常文森;佘龙华;;磁浮列车的非线性自适应控制[J];兵工自动化;2006年01期
4 张瑞华,严陆光,徐善纲,武瑛;几种典型的高速磁悬浮列车方案比较[J];电工电能新技术;2004年02期
5 连级三;磁浮列车原理及技术特征[J];电力机车技术;2001年03期
6 张志洲,龙志强;日本首条城市磁浮运营线车辆技术[J];电力机车与城轨车辆;2005年06期
7 黄争艳,杨建国;我国城轨交通列车自控系统状况分析及展望[J];电气化铁道;2003年01期
8 王洁,三轮哲也;常导磁悬浮系统HSST[J];地铁与轻轨;2001年01期
9 梁东升;ATP/ATO在广州地铁1号线信号系统中的应用[J];地铁与轻轨;2002年03期
10 魏庆朝,冯雅薇,施翃;直线电机交通模式及技术经济特性[J];都市快轨交通;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵春发;磁悬浮车辆系统动力学研究[D];西南交通大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 陈万里;列车节能控制问题的参数调整与数值计算研究[D];安徽大学;2002年
2 罗成;磁悬浮列车自动保护系统的研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 王洪坡;磁悬浮列车速度控制与自动驾驶系统研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 刘智勇;高速磁浮列车安全速度曲线算法及紧急制动控制研究[D];浙江大学;2004年
5 李达;磁浮列车运行速度曲线优化设计和特殊路况下的紧急制动性能研究[D];浙江大学;2005年
6 赵志远;磁浮列车ATP系统研究[D];国防科学技术大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李淮江,楮家如,李淮海,王光健;MATLAB应用于自动控制系统设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年02期
2 朱琦;王刘芳;王庆军;汪宇;;校验氧化锌避雷器带电测试仪的新方法[J];安徽电力;2009年01期
3 张德祥;王莹;张倩;张媛媛;;线性控制系统Nyquist稳定判据的教学方法研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年04期
4 曲强,陈雪波;基于MATLAB的模拟退火算法的实现[J];鞍山科技大学学报;2003年03期
5 邢蹇;赵立纯;于文波;;基于营养动力学的捕食-食饵模型的极点配置[J];鞍山师范学院学报;2008年06期
6 肖军;白静;;状态反馈最优控制器设计及仿真[J];鞍山师范学院学报;2009年04期
7 蒋正荣;李正熙;严红;;基于可控电抗器的单调谐滤波器的两种控制方法比较[J];北方工业大学学报;2010年03期
8 马记钊;;组合模型在交通需求预测中的应用——以内蒙古自治区客运量预测为例[J];北方经济;2007年20期
9 唐涛,郜春海,张方,刘波;高速铁路列车运行控制系统车载设备安全性设计[J];北方交通大学学报;1999年05期
10 王峰,刘海东,丁勇,陈善亮,毛保华;列车节能运行的算法及实施技术研究[J];北方交通大学学报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张承慧;孙晓明;刘睿;刘志军;;基于LQR的磁悬浮系统的变结构控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 邓亚士;魏庆朝;倪永军;时瑾;;高速磁浮车辆-轨道梁-桥梁系统建模及仿真研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李云;薛松;龙志强;;基于跟踪微分器的磁浮列车悬浮系统传感器主动容错控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 龙志强;李云;王旭;;基于自抗扰控制的磁浮列车自动驾驶算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 杨光;;高速磁浮列车驾驶控制器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 关翔;;新疆某选厂磨矿自动控制系统的探索[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
7 裘洪礼;王赟;;提高加热炉辐射系数精度的计算方法[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
8 王晓松;;PLC控制的气动控制元件在条并卷联合机上的应用[A];2011全国高效能精梳机工艺技术开发与创新研讨会论文集[C];2011年
9 高畅;李海峰;马琳;;基于压缩感知理论的语音信号压缩与重构方法[A];第十一届全国人机语音通讯学术会议论文集(一)[C];2011年
10 陈骏峰;杨璇;徐金榜;沈安文;;电网电压波动对有源滤波器的影响及仿真分析[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
3 张波;重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
4 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
5 朱建光;六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究[D];沈阳工业大学;2010年
6 张洪阳;永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现[D];沈阳工业大学;2011年
7 陈进杰;城市轨道交通项目广义全寿命周期成本理论与应用研究[D];北京交通大学;2011年
8 王玉明;城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析[D];北京交通大学;2011年
9 周方明;列车节能操纵理论模型与参数标定方法研究[D];北京交通大学;2010年
10 夏景辉;直线电机轮轨交通气隙及轨道平顺性对系统动力响应影响研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 马秋环;太阳能辅助热泵多功能复合机的电气化改进及其控制[D];山东科技大学;2010年
3 张永臣;基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究[D];山东科技大学;2010年
4 杨列坤;基于运动控制的虚拟样机技术的研究[D];山东科技大学;2010年
5 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 田珍菊;证券投资组合优化模型及其有效算法[D];辽宁师范大学;2010年
9 吴国强;无人机航迹跟踪控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 孙巧英;光纤陀螺捷联系统振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘海东,陈绍宽,褚琴,王靓,陈善亮;具有固定运行时分的列车运行控制系统研究[J];北方交通大学学报;2002年05期
2 郭芳,武惠芳,张奕黄;用于磁悬浮列车的长定子同步直线电动机的电磁设计[J];北方交通大学学报;2003年04期
3 丁勇,毛保华,刘海东,张鑫,王铁城;列车节能运行模拟系统的研究[J];北方交通大学学报;2004年02期
4 陈宇明,金能强;直线同步电机的磁场与力特性分析[J];电工电能新技术;2002年01期
5 张瑞华,严陆光,徐善纲,武瑛;几种典型的高速磁悬浮列车方案比较[J];电工电能新技术;2004年02期
6 李景川,顾积栋;多层理论在圆筒型直线感应电动机计算上的应用[J];电工电能新技术;1997年03期
7 孙雨萍;李光友;;长定子直线同步电动机抑制推力脉动的新方法及机理分析[J];电工技术学报;2006年08期
8 田武刚,潘孟春,陈棣湘,罗飞路;基于有限元法的高速磁浮列车优化设计[J];电气应用;2005年03期
9 曹杨;祝长生;;磁悬浮列车用永磁直线同步电机特性的有限元分析[J];电气应用;2006年12期
10 胡兵,陶生桂,康劲松;高速磁浮列车牵引供电系统[J];电力机车与城轨车辆;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡瑜;基于有色Petri网理论的并行自动测试系统建模研究[D];电子科技大学;2003年
2 单庆晓;级联型逆变器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2003年
3 潘开林;永磁直线电机的驱动特性理论及推力波动优化设计研究[D];浙江大学;2003年
4 卢琴芬;直线同步电机的特性研究[D];浙江大学;2005年
5 韩继文;不同磁场定向控制方式下高速磁悬浮列车牵引特性的分析[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
6 陈棣湘;常导型高速磁浮列车电磁系统的研究[D];国防科学技术大学;2005年
7 石红国;列车运行过程仿真及优化研究[D];西南交通大学;2006年
8 王桂荣;EMS型磁浮列车牵引特性分析[D];浙江大学;2006年
9 刘建强;直线电机轨道交通牵引传动系统研究[D];北京交通大学;2008年
10 叶剑虹;Petri网若干关键技术的研究及其应用[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈宇明;高速磁悬浮列车用常导直线同步电机的研究[D];中国科学院电工研究所;2001年
2 徐小辉;基于有色Petri网理论的消息通信形式化建模研究[D];重庆大学;2005年
3 卞建光;磁浮列车运行控制系统相关性质及辅助停车区特性研究[D];浙江大学;2006年
4 张宏;直线感应牵引电动机牵引性能的研究[D];西南交通大学;2006年
5 尹仁发;列车牵引运行仿真系统设计与开发[D];西南交通大学;2007年
6 黄波;直线感应电机的电磁力研究[D];西南交通大学;2007年
7 吴良坤;高速磁浮列车牵引切断系统的研究[D];北京交通大学;2007年
8 王旭;低速磁浮列车运行控制系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 陈红艳;直线感应电机电磁特性数值计算与仿真设计[D];西南交通大学;2008年
10 隋瑞升;基于着色Petri网的软件性能评价研究[D];中国石油大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 闫文龙;高速磁浮列车推力波动及其抑制技术的仿真分析[D];国防科学技术大学;2009年
2 毛金波;基于有色Petri网的自动化立体仓库的建模研究[D];西安科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈万里,程家兴;基于模拟退火算法(SAA)求解列车控制问题[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年03期
2 程家兴,陈万里;列车控制问题的计算分析及自适应算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
3 郜春海,唐涛,张建明;高速铁路列车运行控制系统车载设备的软件设计[J];北方交通大学学报;1999年05期
4 刘恒坤,常文森;非线性磁悬浮系统的稳定性分析[J];兵工自动化;2004年06期
5 长野秀洋,王渤洪;常导型磁悬浮交通系统——HSST磁悬浮列车的最近动向[J];变流技术与电力牵引;2002年06期
6 陈宇明,金能强;直线同步电机的磁场与力特性分析[J];电工电能新技术;2002年01期
7 严陆光,徐善纲,孙广生,戴银明,张瑞华,武瑛;高速磁悬浮列车的战略进展与我国的发展战略[J];电工电能新技术;2002年04期
8 严陆光,徐善纲,孙广生,戴银明,张瑞华,武瑛;高速磁悬浮列车的战略进展与我国的发展战略(下)[J];电工电能新技术;2003年01期
9 武瑛,严陆光,黄常纲,徐善纲;新型无接触电能传输系统的性能分析[J];电工电能新技术;2003年04期
10 温旭辉,徐善纲;电动式磁悬浮系统分析综述[J];电工电能新技术;1995年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 魏庆朝;;直线电机交通方式及技术经济分析[A];中国城市轨道交通规划、建设及设备国产化论坛论文集[C];2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 罗成;磁悬浮列车自动保护系统的研究[D];国防科学技术大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨光;唐祯敏;;高速磁浮列车运行控制系统体系结构研究[J];中国铁道科学;2006年06期
2 江亚,吴汶麒,刘进;磁浮列车运行控制系统二维速度防护曲线仿真[J];同济大学学报(自然科学版);2004年03期
3 严陆光;高速磁浮列车技术及其在我国客运交通中的战略地位[J];电工电能新技术;1999年04期
4 杨光;唐祯敏;;几种典型轨道交通运行控制系统的比较研究[J];铁道学报;2009年01期
5 梦元;;西德高速磁浮列车运行速度达到412.6km/h[J];国外内燃机车;1988年12期
6 严陆光;高速磁浮列车技术及其在我国客运交通中的战略地位[J];科技导报;1999年08期
7 胡基士;;我国磁浮列车技术研究的现状及工程化水平[J];学术动态;2001年03期
8 刘小小;;于贵桃:航空运行控制系统建设者[J];广东科技;2010年05期
9 孙宜标,郭庆鼎;基于滑模观测器的直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制[J];控制理论与应用;2004年03期
10 沈志云;;高速磁浮列车应定位为铁路高速客运系统的一种补充——随宋健同志考察日本新干线有感[J];学术动态报道;1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨光;;高速磁浮列车驾驶控制器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 何秋茹;;引黄入晋工程运行控制系统仿真[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
3 施晓红;佘龙华;尹力明;常文森;;PLC网络在运行控制系统中的应用[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
4 方明星;吴敏;佘锦华;;基于等价输入干扰补偿的高精度速度控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 张素兵;王聪;;感应电机的单神经元PID控制在速度跟踪控制中的应用[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
6 王威;郗晓宁;;工程系统中的VVT方法及其在地面运控系统研制中的应用初探[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 汪镭;周国兴;萧蕴诗;吴启迪;;基于Hopfield神经网络参数辨识的高性能交流调速系统[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
8 杨芳;刘青娥;;渠道供水系统的神经网络控制模型研究[A];中国水利学会2005学术年会论文集——节水型社会建设的理论与实践[C];2005年
9 赵玉山;;除尘器上位机监控系统的开发[A];第二届全国延长铝电解槽使用寿命学术研讨会论文集[C];2007年
10 钱清泉;何正友;;城市轨道交通系统构成要素中的几个前沿技术研究[A];中国铁道学会——2004年度学术活动优秀论文评奖论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 朱佳 记者 李玲;国航新运行控制系统投入使用[N];中国旅游报;2008年
2 本报记者 陈姗姗;三大航空集团发动“集权”革命[N];第一财经日报;2006年
3 曹雪玲 管光华;美国中亚利桑那调水工程运行的一些做法和经验[N];中国水利报;2008年
4 记者 张春发 王玉娥;科学技术为安全保驾护航[N];消费日报;2005年
5 本报记者 李存功 通讯员 宋晨亮 唐晓;安全海航:给生命一个承诺[N];中国民航报;2006年
6 洪崇恩;为京沪磁浮重新算账[N];中国有色金属报;2003年
7 王长德 武汉大学水利水电学院教授博士生导师;美国中亚利桑那调水工程[N];中国水利报;2007年
8 本报记者 叶青;于贵桃:人生要学会转换角色[N];广东科技报;2009年
9 彭航海 赵雯纬 周卓 夏阳;我市工业企业展开灾后生产大会战[N];湘潭日报;2008年
10 索佩敏;东航北京布点 三大航纷纷杀入对方腹地[N];上海证券报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨光;高速磁浮列车最优速度曲线及其跟踪控制研究[D];北京交通大学;2007年
2 潘孟春;高速磁浮列车波动特性及其抑制技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
3 孙振平;自主驾驶汽车智能控制系统[D];国防科学技术大学;2004年
4 施晓红;常导高速磁浮列车车轨耦合非线性动力学问题研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 孙凯;自抗扰控制策略在永磁同步电动机伺服系统中的应用研究与实现[D];天津大学;2007年
6 朴明伟;车辆动态系统协同仿真及刚柔耦合关键技术的研究与应用[D];大连交通大学;2010年
7 宾洋;车辆走停巡航系统的非线性控制研究[D];清华大学;2006年
8 王胜红;印铁烘房生产线自动化系统的控制技术研究[D];南京理工大学;2007年
9 李国洪;混合动力汽车控制策略与动力电池系统的研究[D];天津大学;2005年
10 孙宜标;基于滑动模态的永磁直线同步电动机鲁棒速度控制[D];沈阳工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李言;高速磁浮列车安全计算机平台设计与实现[D];北京交通大学;2008年
2 王汝宁;高速磁浮列车的转向运动相关问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 王英琳;高速磁浮列车碰撞过程仿真[D];中南大学;2009年
4 黄迪;高速磁浮列车中央控制仿真系统的设计与实现[D];北京交通大学;2009年
5 赵斌;磁悬浮车载安全防护及控制仿真系统的设计与实现[D];北京交通大学;2009年
6 桂乐芹;管轨运输轨旁运行控制系统软件研究[D];北京交通大学;2011年
7 陈琦;管轨运输车载运行控制系统软件研制[D];北京交通大学;2011年
8 马作泽;现代有轨电车地面运行控制系统原理样机研制[D];北京交通大学;2012年
9 原志彬;现代有轨电车新型车载运行控制系统原理样机的研制[D];北京交通大学;2012年
10 吴良坤;高速磁浮列车牵引切断系统的研究[D];北京交通大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026