城軌列車具有載客量大、舒適性好、安全性高等優(yōu)點,現(xiàn)已成為軌道交通領(lǐng)域中的重點發(fā)展對象之一�，F(xiàn)階段,在世界各地,城軌列車已經(jīng)逐漸從手動駕駛模式過渡到自動駕駛模式。因此,列車自動運行（Automatic Train Operation,ATO）系統(tǒng)因其快速性、準時性、安全性等優(yōu)勢,得到了極其快速的發(fā)展。本文針對城市軌道列車ATO系統(tǒng)中的速度曲線優(yōu)化及跟蹤控制方面進行了深入研究,主要內(nèi)容如下:（1）以節(jié)能性、舒適性、停車準確性和準時性為優(yōu)化指標,建立城軌列車運行的多目標優(yōu)化模型,并采用一種基于熵的線性組合賦權(quán)法來確定各個指標的權(quán)重系數(shù),同時采用文化基因算法（Memetic algorithm,MA）對列車的優(yōu)化模型進行優(yōu)化。MA算法的全局搜索策略采用遺傳算法（Genetic algorithm,GA）,局部搜索策略采用爬山算法（Hill Climbing,HC）。（2）對MA算法進行了改進,引入了定向變異、基因修正、融合距離、反向?qū)W習(xí)的思想,這不僅提高了MA算法的收斂速度和尋優(yōu)能力,而且尋優(yōu)得到的目標速度曲線在各個性能指標上都得到了一定程度的改善。（3）采用動態(tài)矩陣控制（Dynamic Ma... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＡＴＯ系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１．１?ＡＴＯ?ｓｙｓｔｅｍ??

、所處的運行??環(huán)境等多重因素的影響。因此在列車運行過程中不僅要考慮安全性這一方面，而且還要??考慮列車的節(jié)能性、舒適性、停車準確性、準時性等性能指標。??２．１列車運行過程的受力分析??在對列車進行受力分析前，首先將列車視為一個整體，不考慮車廂與車廂之間力的??作用。列車在運行過程受力情況非常復(fù)雜，不僅會受到縱向力，還會受到例如鋼軌與車??輪之間相互碰撞而產(chǎn)生的橫向力。對于列車優(yōu)化模型研究，一般情況下只考慮列車所受??的縱向力，其主要包括列車的牽引力、制動力、運行阻力［３５１，如圖２．１所示。??圖２．１城市軌道列車的受力分析??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｆｏｒｃｅ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｕｒｂａｎ?ｒａｉｌ?ｔｒａｉｎ??在圖２．１中，城市軌道列車牽引力Ｆ主要為列車提供運行時的牽引動力；制動力Ｓ??的方向與列車的運行方向相反，它不僅可以使列車減速或者停止，而且還可以使列車在??下坡時維持勻速狀態(tài)；運行阻力阻礙列車運行，包括基本阻力％和附加阻力％。??２．１．１牽引力和制動力??列車所受的牽引力主要來自于其編組中動車的傳送裝置，牽引電動機會將輸出轉(zhuǎn)矩??經(jīng)由傳送裝置傳遞給動輪，動輪與車軌之間就會產(chǎn)生力的作用，車軌對車輪會產(chǎn)生一個??與列車運行方向相同的反作用力，即列車所受到的牽引力。現(xiàn)階段，城市軌道列車的牽??引系統(tǒng)一般采用無級變速控制方式，牽引力可以通過列車的手柄級位來調(diào)節(jié)。如圖２．２??所示，廠商會對生產(chǎn)的列車提供一條牽引特性曲線，這條曲線反應(yīng)了牽引力與列午－速度??之間的關(guān)系，且每個采樣點的牽引力都有－個列車速度４之對應(yīng)。??６??

車輛的牽引力特性曲線??３００Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?．Ｉ?Ｉ?Ｉ??２７０?？?＾??２４０?■?＼??，°．?ｉ?＼??２?１８０－?丨?Ｉ?＼?－??｜?�。�?？??＾?｜２０－?！?！?＼?？??９０－?Ｉ．?Ｉ?－??Ｉ??６０?？?Ｉ?１?－??３０?■?Ｉ?Ｉ?－???｜?｜?￡?ｔ?ｉ?Ｊ?１?｜?（?｜????０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??車輛瞬吋速度（ｋｍ／ｈ）??圖２．２城市軌道列車的牽引力特性曲線??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｔｒａｃｔｉｖｅ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｕｒｂａｎ?ｒａｉｌ?ｔｒａｉｎ??在圖２．２中，城市軌道列車的牽引特性曲線可分為三個區(qū)域：恒力矩區(qū)、恒功率區(qū)，??降功率區(qū)。??在恒力矩區(qū)，城市軌道列車牽引力最大且保持不變，此時牽引功率與速度成正比，??這段區(qū)域的持續(xù)時間也比較長。??ｎｖ）?＝?Ｆｍｍ?（２．１）??式中，Ｆ（ｖ）表示列車的瞬時牽引力；Ｖ表示列車的瞬時速度；／＝；＿表示列車的最大??牽引力。??在恒功率區(qū)，城市軌道列車的牽引功率最大且恒定，列車的牽引力與列車的瞬時速??度成反比。??Ｆ｛ｖ）?＝?Ｐ＾／ｖ?（２．２）??式中，ｆ１ｉａｘ是列車的最大牽引功率。??在降功率區(qū)，列車的牽引力與瞬時速度平方值成反比。??／７（ｖ）＝＾ｍａｘＸＶｒｆ／２?（２．３）??式中，表示恒功率區(qū)與降功率區(qū)之間的切換速度；表示恒力矩區(qū)與恒功率區(qū)之??間的切換速度。??為方便獲取各個速度點的牽引力，可將上述三個區(qū)域曲線擬合成一個函數(shù)，詳細過

【參考文獻】：
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本文編號：3586123