基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略

摘要：

本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题.通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型.提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块化技术和显式模型预测控制,降低算法的计算量,以提高硬件实现的可行性.前者通过固定一定时间段内的控制量,对输入序列进行分块化,降低控制器的自由度;后者通过离线设计和在线综合的方法减少算法的在线计算时间.最后利用Matlab仿真软件环境下的MPT 3 .0扩展工具箱对所提控制策略进行数值仿真.结果表明 :该控制器能在列车运行安全约束下,合理分配动车组各车厢的牵引力和制动力,保障列车准时及节能高效地运行,同时所提出的改进算法能有效降低计算量.

关键词：列车自动驾驶ATO、模型预测控制、分段仿射系统、混合系统

所属期刊栏目：铁道工程

分类号：U284.48(铁路通信、信号)

资助基金：国家自然科学基金61172022;国家科技支撑计划2013BAG19B00-03-01-01

在线出版日期：2016-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：53-60