模糊預(yù)測控制及其在列車自動駕駛中的應(yīng)用.pdf

1、北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文模糊預(yù)測控制及其在列車自動駕駛中的應(yīng)用姓名：周家猷申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：交通信息工程及控制指導(dǎo)教師：唐濤20080601A B S T R A C TA B S T R A C T ：W i t ht h ed e v e l o p m e n to fs u b w a yi no u rc o u n t r y , r u n n i n gs p e e d a n dt r a n s p o r

2、td e n s i t y o f t r a i n a r ea s c e n d i n g , t h u st h e m a n u a lo p e r a t i o nm o d e c a n ’tm e e t t h ep r a c t i c a ld e m a n d ．R e s e a r c h e r s f o c u s o nu s i n gc o m p u t e rc o n t

3、 r o lt om a k e t r a i nd r i v i n gs a f e l y , r i d i n gc o z i l y , o ns c h e d u l e ，o p e r a t i n ge c o n o m i c a l l ya n d p a r k i n ga c c u r a t e l y ．T h et e c h n o l o g y o f a u t o m a t

4、 i c t r a i n o p e r a t i o n ( c a l l e d A T O f o r s h o r t i n t h e f o l l o w i n g )i n t e g r a t e s a d v a n c e dc o m p u t e r , c o m m u n i c a t i o n , c o n t r o l a n ds i g n a l t e c h n

5、o l o g y , a n da r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c et h e o r y i n t o a n a u t o m a t i c c o n t r o l s y s t e mw h e r et r a i n C a l l b es p e e d e d u pa n dd o w nt or u na u t o m a t i c a l l y

6、．T h es o l u t i o n sc a l ln o to n l ya s s u r e o f t r a i na n dt h ec o m f o r to fp a s s e n g e r s ，b u ta l s o i n c r e a s et r a i n ’S s p e e da n ds a v ee n e r g y ．I t ’Sc e r t a i nt h a tA T O

7、 w i l lr e p l a c e m a n o p e r a t i o n i nt h e n e a r f u t u r e ．T r a i no p e r a t i o ni s a t y p i c a l ，c o m p l e x ，m u l t i - o b j e c t i v e ，a n dn o n l i n e a rs y s t e m ，S O i ti S d i 硒

8、c u l t t o f i n do u t t h ee x a c t m a t h e m a t i c s m o d e a n d i t s o p t i m u m s o l u t i o n ．n i s q u i t et o od i f f i c u l t t oo b t a i n as a t i s f y i n ge f f e c t o fA T O u s i n gg e

9、n e r a la r i t h m e t i c ．F u z z yp r e d i c t i v ec o n t r o li sa n e w c o n t r o la l g o r i t h m b a s e d o nf u z z y l o g i ca n d p r e d i c t i v e c o n t r o l ，w h i c hm o r ea c c o r d sw i t

10、 l lh u m a nc o n t r o l i d e a a n dh a sl e s s d e m a n d f o rc o n t r o l l e dp r o c e d u r e m o d e ，t h u st h em e t h o dC a n m e e th i g h q u a l i t yo f c o n t r o ld e m a n d f r o m t r a i no

11、 p e r a t i o n ．F u z z y p r e d i c t i v e c o n t r o l t h e o r yh a v e g r e a t p o t e n t i a l i n s o l v i n gc o n t r o lp r o b l e m so f c o m p l e x s y s t e m t h a t i so n e n o v e l i n t e l

12、 l i g e n t c o n t r o l m e t h o d o l o g y ．F i r s t l y , w ei n t r o d u c e dt h e b a s i cs t r u c t u r ea n d f u n c t i o n so f A u t o m a t i cT r a i n C o n t r o lS y s t e m ( A T C ) ，e s p e c

13、i a l l y t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nA T O a n do t h e rm e m b e rs y s t e m ·S e c o n d l y , 1 1 1 e t h e o r y o f t h ef u z z y l o g i ca n d p r e d i c t i v ec o n t r o lw e r e i n t r

14、 o d u c e da n d t h ec o m b i n a t i o n so f t h ef u z z ya n d p r e d i c t i v ec o n t r o lw e r ee x p o u n d e d ．B a s e do ns t u d y i n gs t a t u so f A T O ，f u z z y p r e d i c t i o nc o n t r o l

15、a n d a u t o m a t i c c o n t r o la l g o r i t h m ，t h ea p p l i c a t i o na n d s i m u l a t i o no f f u z z y p r e d i c t i o nc o n t r o l t oA T O w e r e f u r t h e rs t u d i e d i nt h e p a p e r ．W

16、ed e s i g n e d t h e s p e e dc o n t r o l m a t h e m a t i c o n t h e b a s i s o ff u z z yc o n t r o l t h e o r y a n dp r e d i c t i v ec o n t r o l t h e o r y ．I no r d e r t oh a v ea c o n t r a s t ，w e

17、 a l s od e s i g n e dt h es p e e d c o n t r o lb yP I D ．U s i n gM 盯L A B ，w es i m u l a t et h e s p e e dc o n t r o lm a t h e m a t i cb a s e do nt h ek i n e t i cm o d e l ，a n dg e tt h es i m u l a t e dc

18、a l v e u n d e r v a r i o u se n v i r o n m e n t s ．B y c o n t r a s t , i tp r o v e dt h a ti th a v e a m u c h b e t t e r e f f e c tb yf u z z y p r e d i c t i v ec o n t r o lt h e nP I D c o n t r 0 1 ．n e

19、a p p l i c a t i o no f f u z z y p r e d i c t i v ec o n t r o lt oA T O s y s t e mn o to n l ye n r i c h e st h et h e o r y o f f u z z y p r e d i c t i v ec o n t r o l ，b u ta l s oo f f e r sa n e w m e t h o