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《列車節(jié)能控制的優(yōu)化分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/292685627OptimizationanalysisontheenergysavingcontrolfortrainsArticle·March2008CITATIONSREADS32434authors,including:QingyuanWangSouthwestJiaotongUniversity31PUBLICATIONS107CITATIONSS
2、EEPROFILEAllcontentfollowingthispagewasuploadedbyQingyuanWangon19March2017.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile.第29卷,第2期中國鐵道科學Vol.29No.22008年3月CHINARAILWAYSCIENCEMarch,2008文章編號:1001-4632(2008)02-0104-05列車節(jié)能控制的優(yōu)化分析朱金陵,李會超,王青元,龍勝(西南交通大學電氣工程學院,四川成都610031)摘要:為研究列車節(jié)能控制問題,采用
3、帶有非線性約束的微分方程描述列車運行過程,用牽引力積分形式描述節(jié)能優(yōu)化目標,并將最大值原理應用于模型求解。在確保安全運行、滿足線路限速約束、機車性能約束和運行時間約束的條件下,充分利用線路坡道,以能量消耗最小為控制目標,得到列車優(yōu)化控制的策略。針對由于模型奇異性而使控制策略還不能確定出列車所有工況轉(zhuǎn)換點的問題,結(jié)合列車操縱經(jīng)驗給出列車節(jié)能控制算法。在列車運行仿真平臺上驗證了優(yōu)化控制方法與算法的正確性。關(guān)鍵詞:最大值原理;節(jié)能;列車控制;算法中圖分類號:U260.131文獻標識碼:A列車節(jié)能控制問題是一個最優(yōu)控制問題。列車牽引力牽引,機車的速度仍舊下降,這樣的
4、坡道定的牽引和制動力是列車優(yōu)化控制的輸入變量,列車義為大上坡道;列車在給定速度下,使用惰性工的位移和速度是列車的狀態(tài)變量,列車運動滿足動況,機車的速度仍舊上升,這樣的坡道定義為大下力學方程,狀態(tài)約束是線路限速和區(qū)間時間,優(yōu)化坡道;不屬于上述2種坡道的定義為一般坡道。目標為能量消耗最小。國外對此問題進行了大量的1.2問題描述研究,取得了一系列的成果,應用于區(qū)間時間優(yōu)化·列車在位置s處的勢能為P(s),并且假設P(s)[1-3]和列車控制中,取得了顯著的節(jié)能效果。國內(nèi)為分段連續(xù)函數(shù),即假定線路是由一系列恒值坡道學者也進行了相關(guān)的研究,但多采用局部優(yōu)化的方·[4-
5、6]法。本文提出一種基于最大能力的列車控制算連接而成,且P(s)=g(s)(g(s))為列車的坡道阻法,并且應用在列車運行仿真軟件中,取得了良好力。根據(jù)列車牽引計算規(guī)程w(K)=2aK+的效果。b2K+c,并且假設系數(shù)a,b,c均大于0。將線路限速K(s)表示為和動能相對應的格1問題概述式,以便模型的描述。得到列車的動力學微分方程為1.1模型假設·K(s)=ut(s)ft(K)-ub(s)fb(K)-為了便于數(shù)學上的描述和求解對機車模型作如w(K)+g(s)(1)下假設:①將列車的電制動和空氣制動特性歸并到·1同一制動特性曲線下,并且不考慮空氣制動的充風t(
6、s)=(2)2K(s)時間和緩解時間;②列車的牽引和制動力是連續(xù)節(jié)能優(yōu)化目標為的,可以為包絡線下任意點力的值;③列車的制動S特性可以滿足列車在線路任意位置安全減速;④列A=∫ut(s)ft(K)ds※min(3)車控制不存在牽引和制動同時使用的負載制動工0況;⑤列車質(zhì)量為單位1。問題的約束為對于線路的坡道,給出大上坡道、大下坡道和0≤ut(s)≤1;0≤ub(s)≤1;K(s)≤K(s)一般坡道的定義為:列車在給定速度下,使用全部(4)收稿日期:2007-07-28;修訂日期:2008-01-14基金項目:鐵道部重點項目(20060802)作者簡介:朱金陵(
7、1963—),男,浙江金華人,博士研究生。第2期列車節(jié)能控制的優(yōu)化分析105邊界條件為當λ2=1時,ut(s)∈[0,1];K(0)=0;K(S)=0;當λ2<1時,ut(s)=0。t(S)-t(0)=T(5)對于制動控制:式中:t為列車當前運行時刻;T為區(qū)間給定時當λ2<0時,ub(s)=1;間;S為區(qū)間給定長度;K(s),ut(s),ub(s)分別為當λ2=0時,ub(s)∈[0,1];列車在位置s處的動能、牽引控制量和制動控制量,當λ2>0時,ub(s)=0。并且滿足0≤ut(s)≤1,0≤ub(s)≤1;ft(K),根據(jù)式(4),將上述結(jié)論加以整理,
8、可以看fb(K),w(K)分別為列車在動能K時的最大
