摘要：为减小中速磁浮列车运行阻力对运行性能的不利影响,设计一种基于分数阶滑模自适应神经网络(FO-SMAC-NN)的运行控制器。首先,在考虑列车实际运行过程中受到的空气阻力、涡流阻力以及坡道附加阻力3种阻力的基础上,构造运动学方程;其次,设计分数阶滑模自适应神经网络控制律和滑模自适应参数的更新律,得到由速度前馈、分数阶滑模自适应等效控制和自适应神经网络阻力补偿3个部分组成的FO-SMAC-NN运行控制器;然后,运用李雅普诺夫定理证明采用该运行控制器的闭环控制系统的稳定性;最后,依托长10 km的仿真试验线和6节编组仿真列车,分别在理想情况和功率谱密度为108的白噪声干扰情况下,仿真对比FO-SMAC-NN运行控制器和传统比例-积分-微分(PID)运行控制器控制下的列车运行性能。结果表明:FO-SMAC-NN运行控制器可以准确估计并补偿列车运行中受到的各项阻力,增强了运行控制系统的鲁棒性,有效提高了列车位置与速度的控制性能。

摘要：为了提高中速磁悬浮列车的运行控制性能,考虑到中速磁悬浮列车沿固定线路往返运行时的周期特性,提出了一种基于滑模周期自适应学习的中速磁悬浮列车运行控制算法,对应的滑模周期自适应控制器由等效比例积分微分(PID)和速度前馈控制部分、磁阻力与空气阻力补偿部分以及坡道阻力滑模周期自适应补偿部分组成;采用粒子群优化算法辨识了运行控制器的参数,采用滑模周期自适应学习控制器学习上一周期内的列车运行信息,实时估计并补偿列车运行过程中的坡道阻力,消除坡道阻力对列车运行性能的影响;利用全长5 076 m的中速磁悬浮列车半实物仿真试验线进行了数值仿真,并将设计的滑模周期自适应控制器与PID控制器进行仿真对比。仿真结果显示:滑模周期自适应控制器和PID控制器作用下的列车最大位置跟踪误差分别为0.004和0.007 m,最大速度跟踪误差分别为0.007和0.036 m·s^(-1);经过4个迭代周期后,滑模周期自适应控制器已准确地估计了给定的坡道阻力;在控制系统受到扰动的情况下,滑模周期自适应控制器与PID控制器作用下的位置与速度跟踪曲线均有波动,相比于PID控制器,滑模周期自适应控制器控制下的跟踪曲线波动更小。可见,相比于传统的PID控制算法,提出的滑模周期自适应学习控制方法可以提高中速磁悬浮列车的运行控制性能。

摘要：针对中速磁悬浮列车运行控制系统的高控制精度与高鲁棒性要求,提出一种基于分数阶PID的运行控制方法。首先,根据中速磁悬浮列车运行数据,利用粒子群优化-模拟退火算法辨识列车空气阻力系数,提高列车动力学模型精度。然后,设计分数阶PID速度控制器,跟踪列车目标速度曲线,降低各类运行阻力对列车运行过程的影响。最后,基于试验线数据,仿真对比分数阶PID与整数阶PID控制下的列车运行性能。仿真结果表明,本文提出的运行控制算法,能够提高列车的速度控制性能,满足中速磁悬浮交通对列车运行控制的性能要求。

摘要：针对列车制动过程中,减速度易受线路条件和闸瓦摩擦因数的干扰而难以准确测量,传统闭环控制方法也无法消除输入时滞和非线性对系统性能造成的影响的问题,本文基于电空制动系统工作原理,建立了具有输入时滞的非线性城轨列车制动模型。为消除模型中非线性、时滞及有界扰动的影响,基于反推技术和Krasovskii泛函算子,设计了鲁棒制动控制器。通过Lyapunov-Krasovskii方法,证明了闭环系统对于系统中的有界扰动为输入状态稳定的(ISS)。为验证鲁棒控制器的正确性,利用Matlab仿真软件对制动模型进行了仿真。结果表明:所提算法不仅改善了制动系统性能,并且对系统中扰动和输入时滞具有良好的鲁棒性。

摘要：为了实现城轨列车自动停车功能,根据电空制动系统的工作原理及其动态特性,建立了具有输入时滞的非线性城轨列车制动模型,克服了传统模型中制动减速度难以测量的缺点。针对模型中的输入时滞以及非线性特性,设计了一种基于Krasovskii泛函算子的反推自动停车控制器,以消除制动过程中闸瓦摩擦系数和制动系统时滞造成的影响。算法的主要改进在于:基于预测的思想以及反推技术,将误差信号表示为2个与延时相关的Krasovskii泛函算子,并且其中一个泛函算子为指数收敛的。基于Lyapunov-Krasovskii稳定性定理,证明了闭环列控系统的稳定性和收敛性。为验证自动停车控制器的正确性,利用Matlab仿真软件对城轨列车制动系统进行了数值仿真,结果表明,所提算法不仅可以获得较高的停车精度,并且保证了城轨列车运行的平稳性。

摘要：提出一种高温超导运动磁场电磁Halbach初级结构的直线感应磁悬浮电机,该电机通过在初级高温超导电磁Halbach绕组中通入三相交变电流产生运动的交变磁场,与其在次级导体中感应出的涡流磁场相互作用产生悬浮力和推进力。介绍了该电机的结构和原理,利用矢量磁位和边界条件对电磁Halbach阵列所产生的磁场进行解析计算,得到电机各部分磁通密度的表达式,建立电机的数学模型。通过研究分析,设计制造了一台铜绕组样机进行相关实验研究,验证解析计算的合理性。

摘要：研究了多目标优化和多运行约束条件下的列车自动驾驶系统控制器设计问题。在建立非线性多质点模型的基础上,提出了满足列车准时性、节能及乘坐舒适度的列车自动驾驶非线性模型预测控制算法,并给出了算法的可行性及闭环系统稳定性的理论证明。数值仿真验证了本文算法的有效性,仿真结果表明:列车在满足运行约束的条件下,与线性模型预测控制算法相比,本文算法控制效果更好,误差更低。

摘要：现行高速列车速度通常通过速度传感器获得,然而速度传感器出现问题会引起列车故障,降低系统的可靠性,采用无速度传感器技术的全阶磁链观测器法,在不增加系统结构复杂性的前提下,根据区域极点配置理论,设计具有一定自由度的观测器增益矩阵,并依据Lyapunov稳定性理论推导出牵引电机转速自适应律,提出高速列车速度估计算法,同时给出速度估计对电机参数变化的敏感性分析,数值仿真验证了所提算法的有效性。仿真结果表明,在电机参数偏差较大的情况下,该算法仍能准确估计出列车的速度,具有较强的鲁棒性。

摘要：提出了一种改进的遗传算法，成功地应用二自由度ＰＩＤ调节器设计，并突破了常规调节器参数的限制（０＜α，β，γ＜１）。仿真结果表明了改进算法的有效性及实用性。

摘要：近闻由起重行业归口所北京起重运输机械研究所牵头对GB3811-1983(以下简称)组织修订,深感欣慰.