基于無模型自適應(yīng)控制的列車節(jié)能優(yōu)化運行方法研究.pdf

1、節(jié)能減排是目前保持我國國民經(jīng)濟快速持續(xù)發(fā)展的一項長期戰(zhàn)略和基本國策，鐵路運輸行業(yè)能源消耗量巨大，鐵路運輸中的節(jié)能降耗和效率的提高具有重大的實際意義。針對列車運行中的節(jié)能控制問題，本文結(jié)合預(yù)測控制理論和最優(yōu)控制理論中的方法，將無模型自適應(yīng)控制方法應(yīng)用于列車節(jié)能優(yōu)化運行控制中，提出了滿足實際運行約束條件的幾種節(jié)能優(yōu)化操作策略和控制方法。
　　首先，基于傳統(tǒng)的最優(yōu)控制理論提出了一種離線計算的列車節(jié)能優(yōu)化操縱方法，針對給定的機車、車輛和線

2、路情況，可直接得到在整個運行區(qū)間的最優(yōu)解。進一步地，以通過離線優(yōu)化計算得到的速度曲線作為跟蹤目標(biāo)，再應(yīng)用無模型自適應(yīng)控制方法可實現(xiàn)列車的節(jié)能優(yōu)化運行控制。
　　其次，本文的核心內(nèi)容是提出了一種結(jié)合無模型自適應(yīng)控制及預(yù)測控制的在線計算的列車節(jié)能優(yōu)化控制方法，并具體給出了三種處理列車運行約束的在線算法。該方法將列車節(jié)能優(yōu)化問題描述為在預(yù)測時域內(nèi)的一個與能量相關(guān)的新穎的性能指標(biāo)函數(shù)，通過優(yōu)化該指標(biāo)函數(shù)得到當(dāng)前的閉環(huán)控制輸入，借助無模型自

3、適應(yīng)控制方法實時地更新預(yù)測模型完成反饋校正，在線地實現(xiàn)列車節(jié)能優(yōu)化控制。該方法的特點是不依賴列車的數(shù)學(xué)模型，在線地滾動求解局部優(yōu)化問題，具有較強的適應(yīng)性。另外，在求解優(yōu)化問題的過程中考慮了列車實際運行過程中受到的準(zhǔn)時、限速、平穩(wěn)、機車車輛性能等條件的約束，提出了解決帶約束的列車節(jié)能優(yōu)化問題的三種在線算法:飽和項法、起作用集法和內(nèi)點法。
　　最后，利用Matlab仿真驗證了所提出的各種列車節(jié)能優(yōu)化運行方法的有效性，并分析和比較了在線