收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于神经网络的预测控制在摆式客车倾摆系统的应用研究

张济民  
【摘要】:摆式客车作为在既有铁路线特别是那些曲线较多的山区铁路上能较大幅度提高列车运行速度的车辆,其应用具有巨大的潜力。倾摆控制系统是摆式客车的核心部分,其可靠性对列车的安全运行至关重要,倾摆控制系统的可靠性直接关系到列车运行安全,而实时性不仅直接影响列车运行的安全性同时还关系着开发摆式列车的初衷:提高曲线通过速度及提高过曲线时旅客的舒适性。保障其高可靠性及实时性是摆式列车应用技术研究成败的关键,基于预测加速度信号的预测控制技术为提高控制系统的实时性开辟了一条新的途径。本文结合铁道部科技开发项目:“摆式列车倾摆控制系统的研制”,对摆式列车倾摆控制系统用预测的加速度信号进行预测控制进行了探索性研究。 摆式列车倾摆控制系统是一个复杂的、具有诸多不确定性及非线性因素的动态系统,当考虑这些因素时采用常规的线性控制方法很难达到有效的控制。神经网络作为一种新的方法和手段,已被广泛地应用于非线性系统的控制中,但在机车车辆的控制中的应用少有报道。本文在国内首次系统地将神经网络引入摆式列车倾摆控制系统中:用神经网络预测的加速度信号建立控制参考输入信号;非线性控制系统的辨识;神经网络预测控制与鲁棒控制相结合构成复合智能控制器以探索解决非线性系统的控制问题。从工程应用的角度深入研究了基于神经网络的预测、辨识及控制策略。 在分析计算摆式客车倾摆控制系统倾摆控制参考信号的各环节以及各环节的延迟时间基础上,用神经网络进行信号的预测,系统的辨识及预测控制方面的研究,研究成果的创新之处主要是: (1)对列车在线路上运行的横向加速度信号的测试数据进行软件滤波,对滤波后的加速度信号用多种方法进行预测研究,探索取代陀螺仪的滞后补偿作用的另一新的补偿方法。研究表明:在一定满意精度范围内,预测信号方法可以代替陀螺仪的补偿作用。 (2)考虑伺服电机及机械系统的非线性对车体倾摆的影响,主要考虑伺服电机的饱和非线性特性的影响,应用神经网络方法对具有非线性特性的系统输入输出数据进行辨识研究,建立摆式客车伺服系统神经网络非线性模型。 (3)利用预测横向加速度进行摆式客车的预测控制研究。对预测的横向加速度进行一定的处理,产生基于预测的摆式客车倾摆控制参考输入信号, 西南交通大学博士研究生学位论文 第IV页 并对倾摆控制系统进行控制,解决摆式客车倾摆控制系统的非线性控制问题, 可以不用陀螺仪而实现实时控制的目的,这样提高了控制系统的可靠性,节 省购买陀螺仪的成本。 实验和研究结果表明,论文提出的基于预测加速度的摆式列车倾摆控制 系统神经网络预测控制方法在理论上是可行的,在工程上也是可实现的。采 用神经网络预测控制方法,为摆式客车控制系统指出了新的研究方向,论文 的研究结果对摆式列车倾摆控制系统的设计具有理论指导意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 彭国朋;;雷达天线车电液比例泵控系统控制特性分析与仿真研究[J];液压气动与密封;2010年06期
2 王殿辉,柴天佑;基于神经网络的多变量自适应控制器[J];东北大学学报(自然科学版);1995年03期
3 任雪梅,陈杰;采用一种新型神经网络的动态系统辨识与控制(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology;1999年03期
4 隋青美,王正欣;改进的自组织神经网络及在动态非线性系统辨识中的应用(Ⅰ)[J];电机与控制学报;2000年03期
5 王金林;陈明;王芳;;基于神经网络的非线性系统自适应逆控制[J];弹箭与制导学报;2004年S4期
6 赵彤;张化祥;曹梦龙;谭永红;;基于径向基函数神经网络迟滞非线性自适应控制[J];上海交通大学学报;2005年12期
7 肖蕙蕙;李川;;基于CMAC(神经网络)与PID的并行控制[J];重庆工学院学报;2006年02期
8 袁向阳;施颂椒;;一类非线性系统的基于神经网络的稳定自适应控制器设计方法[J];电气自动化;1999年03期
9 隋青美!300072.天津,田炳丽,王正欧!300072.天津;自组织神经网络在发酵过程建模与控制中的应用[J];山东工业大学学报;2001年02期
10 李东侠,张忠禄;基于神经网络的广义预测控制综述[J];常州工学院学报;2005年03期
11 邹新生;崔光照;李春文;;大迎角控制的一种神经网络逆系统方法[J];电光与控制;2006年06期
12 宋佐时;易建强;赵冬斌;李新春;;基于神经网络的一类非线性系统自适应滑模控制[J];电机与控制学报;2005年05期
13 戴怡;周云飞;;基于神经网络的伺服系统辨识与内模控制[J];天津工程师范学院学报;2006年03期
14 王士星;史贤俊;牛树华;;未知控制方向的严反馈非线性系统神经网络自适应控制[J];海军航空工程学院学报;2006年03期
15 潘慕绚;黄金泉;殷石;;航空发动机神经网络反步控制方法[J];航空动力学报;2009年10期
16 祝建伟;陈彭年;;具有类反斜线回滞系统的自适应控制[J];中国计量学院学报;2010年04期
17 李军,孙金生,王执铨;神经网络故障检测算法研究[J];南京理工大学学报(自然科学版);2001年06期
18 苏蓉,张增年;基于神经网络的汽车发动机建模和故障诊断[J];上海电机学院学报;2005年03期
19 王建琦;贾晓洪;杨育荣;李海峰;;直接力/气动力复合控制非线性控制律研究[J];弹箭与制导学报;2007年05期
20 苏义鑫,张尉,周祖德;神经网络用于系统辨识的一种最小二乘法[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙冬梅;李永新;;基于Volterra级数及神经网络的非线性系统建模[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
2 刘小河;;基于神经网络的非线性系统内模控制的定性性质研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
3 覃祖旭;张洪钺;;基于神经网络的非线性状态观测器研究[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
4 覃祖旭;张洪钺;;神经网络状态估计器及其在故障检测中的应用[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
5 陈彭年;秦化淑;张洁;;非参数不确定性非线性系统的自适应观测器设计[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第八分册)[控制理论与应用(专刊)][C];2009年
6 孙富春;孙增圻;张戎军;;采样非线性系统的神经网络稳定自适应控制[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
7 黄文梅;唐亚利;;非线性系统局部模型辨识方法的研究[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
8 曲东才;;基于ANN逆模型的非线性系统辨识和控制仿真[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
9 徐长江;;小波网络[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
10 吕强;郝继红;段运波;许耀铭;;基于RBF网络的非线性系统输出跟踪控制[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张济民;基于神经网络的预测控制在摆式客车倾摆系统的应用研究[D];西南交通大学;2004年
2 赵峻;基于学习方法的非线性系统主动容错控制研究[D];中国矿业大学;2010年
3 盛立;若干非线性系统的稳定性与混沌同步[D];江南大学;2010年
4 罗艳红;基于神经网络的非线性系统自适应优化控制研究[D];东北大学;2008年
5 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
6 张贤敏;时滞神经网络的稳定性及可控性研究[D];重庆大学;2011年
7 张绍杰;一类非线性系统的若干控制问题研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 刘晓华;非线性系统模糊控制研究[D];大连理工大学;2002年
9 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
10 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
2 杨春;基于神经网络的非线性预测控制算法的研究[D];太原理工大学;2012年
3 朱丽雅;非线性不确定系统的自适应神经网络控制[D];南京信息工程大学;2008年
4 黄燕燕;基于神经网络集合的多模型控制方法研究及应用[D];南昌大学;2010年
5 黄立波;非线性系统的神经网络模型预测控制[D];哈尔滨理工大学;2007年
6 王峰;神经网络逆系统方法及其在电液力控制系统中的应用[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 卢榕昌;大型联合循环机组性能模型及燃烧优化调整分析[D];华南理工大学;2011年
8 秦力顼;基于GA的模糊神经网络智能控制研究及其在非线性系统中的应用[D];重庆大学;2004年
9 杨立儒;基于神经网络的电路故障诊断的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
10 刘兰兰;基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究[D];山东大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
2 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
3 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
4 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
5 俞杰吴胜 董斌;莫要泛化“非线性”[N];中国国防报;2007年
6 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
7 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;2009年
8 孟庆刚 王连心;中医药研究别忘了非线性[N];中国中医药报;2006年
9 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
10 谭薇;“潮湿计算机”:拥有人类智慧的超级大脑[N];第一财经日报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978