基于分布參數(shù)模型的快速路智能學(xué)習(xí)控制方法.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，大中城市的交通擁堵問題已變得日益突出，成為一個(gè)極具挑戰(zhàn)的世界性難題。入口匝道調(diào)節(jié)是城市快速路交通系統(tǒng)的最為有效的控制方式之一，通過調(diào)節(jié)從入口匝道進(jìn)入快速路的交通流量，來保證快速路運(yùn)行在最佳狀態(tài)附近。實(shí)際中，快速路交通系統(tǒng)是具有強(qiáng)非線性和不確定性的復(fù)雜大系統(tǒng)，并受到各種外界擾動(dòng)和干擾的影響。如何將先進(jìn)的智能控制方法應(yīng)用到快速路交通系統(tǒng)控制中成為學(xué)者們研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向。本文引入快速路交通流分布參數(shù)系統(tǒng)

2、模型，提出了一系列快速路交通系統(tǒng)的智能學(xué)習(xí)控制方法，包括模糊控制方法和迭代學(xué)習(xí)控制方法，取得了一些研究成果。論文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下:
　　1)論文針對(duì)目前絕大多數(shù)快速路交通控制研究中采用常微分?jǐn)?shù)學(xué)模型進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)和分析，忽略了實(shí)際快速路交通系統(tǒng)的時(shí)空演化特征這一問題，引入并深入研究了由空間和時(shí)間構(gòu)成的二維偏微分方程描述交通流系統(tǒng)內(nèi)部特性的快速路交通系統(tǒng)分布參數(shù)模型。該模型描述的快速路交通系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性不僅與時(shí)間維度信息

3、有關(guān)，而且還與空間維度相關(guān)，更加逼近實(shí)際快速路交通系統(tǒng)。
　　2)根據(jù)快速路交通系統(tǒng)的控制實(shí)際要求，將交通系統(tǒng)的邊界條件考慮在內(nèi)，提出了基于快速路交通系統(tǒng)分布參數(shù)模型的PI邊界控制方法;進(jìn)一步考慮到PI控制器參數(shù)選取需要精確的過程模型和豐富的專家經(jīng)驗(yàn)等不利因素，提出了模糊自整定PI邊界控制方法。該方法利用模糊控制邏輯實(shí)現(xiàn)PI控制器參數(shù)的在線自動(dòng)調(diào)整，具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)自適應(yīng)能力，有效抑制外界擾動(dòng)等不確定性因素的影響。仿真驗(yàn)證所提方法比

4、基于常微分模型的模糊自整定PI控制方法密度跟蹤效果更好。
　　3)研究了關(guān)于分布參數(shù)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制的理論方法，充分利用快速路交通系統(tǒng)重復(fù)性和周期性的特性，提出了基于快速路交通流分布參數(shù)模型的迭代學(xué)習(xí)控制方法。迭代學(xué)習(xí)控制律含有研究路段上每個(gè)位置的誤差信息，不僅是時(shí)間的函數(shù)，還與空間位置有關(guān)。仿真研究表明，與基于宏觀交通流模型的ILC方法相比較，所提出的方法考慮了快速路交通系統(tǒng)的時(shí)空特性，誤差信息包含了位置和時(shí)間要素，提高了ILC