高速列车ANFIS建模与运行速度预测控制方法技术

技术编号:8532098 阅读:294 留言:0更新日期:2013-04-04 14:38
一种基于ANFIS模型的高速列车广义预测控制方法,所述方法根据采集的高速列车运行过程数据,利用数据驱动建模方法,建立高速列车运行过程ANFIS模型,采用减法聚类确定模糊模型规则数和初始参数,并采用反向传播算法和最小二乘法优化模糊模型参数。本发明专利技术提出基于ANFIS模型的动车组运行速度预测跟踪控制方法,多步预测,循环滚动,得到准确的控制量,从而改变了凭经验调节的盲目性,使高速列车运行速度精确跟踪目标曲线,解决了大滞后问题,实现列车正点、安全、有效运行,保证了乘客安全。本发明专利技术方法简单实用,可实现高速列车自动驾驶控制。本发明专利技术适用于高速列车运行过程在线监测和自动控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速列车运行过程建模与速度预测跟踪控制方法,属高速列车运行过程监测与自动控制

技术介绍
·随着社会的快速发展,运输量不断增加,为加强现代综合运输体系的建设,根据《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,我国需大力发展高速铁路,基本建成国家快速铁路网。闻速列车是闻速铁路技术体系的核心,是国家相关闻技术发展水平、相关制造能力、自主创新能力以及国家核心竞争力的综合体现,对于具有高速度、高密度运营特性的高速铁路来说,高速列车运行安全是重中之重,然而高速列车作为一个由复杂技术装备组成、在复杂环境中运行、完成具有复杂时空分布特征的位移服务的非线性动力学系统,如何对高速列车运行过程建立有效的模型和实施速度跟踪控制,对确保高速列车安全、平稳运行尤为关键。针对高速列车运行过程的建模,通常采用基于牵引计算和运行阻力经验模型的描述方法,但其无法完整刻画动车组复杂多变的动态行为;多模型方法可部分解决动车组运行过程建模问题,但在高速列车高速运行时如何在线平稳切换模型仍缺乏有效策略。针对列车运行过程,常用的控制方法有(I)经典控制算法,主要是PID控制算法。1968年,伦敦第一条盈利性投入运营的线路——维多利亚线就是运用了该算法,但是PID控制算法无自适应性能力,不能适应复杂控制过程。(2)智能控制算法。有人提出采用模糊控制方法实现列车自动停车,取得了比PID更好的控制效果;(3)集成智能控制算法。有文献采用模糊神经网络控制实现列车运行过程跟踪,解决模糊控制规则数量多、相互冲突等问题;上述控制方法主要应用在城市轨道交通等普通速度列车,目前还没有应用在高速铁路上。
技术实现思路
本专利技术的目的是,对复杂的高速列车运行过程建立有效的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型描述,基于列车运行过程ANFIS模型,通过预测输出速度和期望输出速度之间的偏差设计性能指标函数,采用广义预测控制方法,实现高速列车的高精度速度跟踪控制。本专利技术的技术方案是本专利技术根据采集的高速列车运行过程数据,利用数据驱动建模方法,建立高速列车运行过程ANFIS模型,采用减法聚类确定模糊模型规则数和初始参数,并采用反向传播算法和最小二乘法优化模糊模型参数;提出基于ANFIS模型的动车组运行速度预测跟踪控制方法,实现列车安全、高效、正点运行。本专利技术基于ANFIS的高速列车运行过程建模步骤为1、分析高速列车运行过程的受力情况,如附图说明图1所示,其运动过程动力学模型可表示为本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种高速列车运行过程ANFIS建模和广义预测控制方法,其特征是,所述方法根据采集的高速列车运行过程数据,利用数据驱动建模方法,建立高速列车运行过程ANFIS模型,采用减法聚类确定模糊模型规则数和初始参数,并采用反向传播算法和最小二乘法优化模糊模型参数;提出基于ANFIS模型的动车组运行速度预测跟踪控制方法,实现列车安全、高效、正点运行。

【技术特征摘要】
1.一种高速列车运行过程ANFIS建模和广义预测控制方法,其特征是,所述方法根据采集的高速列车运行过程数据,利用数据驱动建模方法,建立高速列车运行过程ANFIS模型,采用减法聚类确定模糊模型规则数和初始参数,并采用反向传播算法和最小二乘法优化模糊模型参数;提出基于ANFIS模型的动车组运行速度预测跟踪控制方法,实现列车安全、高效、正点运行。2.根据权利要求1所述的高速列车运行过程ANFIS模型与广义预测控制方法,其特征是,所述建立高速列车运行过程ANFIS模型方法为3...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨辉付雅婷李中奇张坤鹏刘杰民
申请(专利权)人:华东交通大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1