驼峰车辆减速器速度控制研究

摘要

驼峰是铁路货运组织的核心组成部分，其解体效率直接影响编组站的整体作业。驼峰车辆减速器速度控制系统对溜放车组速度的精确控制是驼峰作业的核心，它不仅关系到机车车辆周转和货物送达的时间，还直接影响我国铁路货运的发展。目前，我国对溜放车组速度的调节采用减速器过程控制数学模型，但由于影响驼峰车辆减速器速度控制的因素较多，而且溜放车组的调速过程具有非线性时变的特性，使得现行的减速器过程控制数学模型难以满足驼峰车辆减速器速度控制系统的精度要求。
　　首先针对驼峰车辆减速器速度控制系统的雷达测速误差大的问题，提出将逆合成孔径雷达侧向安装在溜放线路一侧的上方，并基于自聚焦的溜放车组速度估计算法在MATLAB平台上进行模拟仿真。从仿真结果可以看出，利用最小熵检测算法对溜放车组速度粗略搜索的前提下，通过图像偏置算法可以直接计算出溜放车组的精确瞬时速度，实现了多股道溜放车组瞬时速度连续精确测量的要求。
　　然后对现行的驼峰车辆减速器速度控制系统和减速器过程控制数学模型进行了深入的研究，综合驼峰车辆减速器速度控制系统的性能和减速器速度控制的要求，设计出了适用于驼峰车辆减速器速度控制系统的遗传算法优化的模糊自适应PID控制器。该控制器以调速过程中溜放车组的速度误差及速度误差变化为输入，根据所建立的模糊策略和模糊推理机制实时对PID控制器的三个参量进行调整，使控制器能够较好地适应驼峰车辆减速器速度控制的要求。
　　最后利用MATLAB文本与Simulink相结合的联合仿真模型进行计算机仿真，经过多次试验及调整，经过遗传算法优化的模糊自适应PID控制对溜放车组的参数和环境变化具有很强的适应能力，能够满足驼峰车辆减速器速度控制系统的控制精度要求。然后基于TW-2型驼峰自动化控制系统对驼峰车辆减速器速度控制系统进行模拟仿真，仿真结果表明，溜放车组离开减速器的实际速度与系统要求的计算速度达到了一致，改善了原有驼峰车辆减速器速度控制系统的性能，提高了减速器的控制精度和溜放车组的安全连挂率。

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1 绪论

1.1 论文的选题背景

1.2 论文的研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文研究内容

2 驼峰车辆减速器速度控制系统

2.1 驼峰车辆减速器的原理及性能

2.2 驼峰车辆减速器控制电路

2.3 测速雷达

2.4 驼峰车辆减速器过程控制数学模型

2.5 影响驼峰车辆减速器控制精度的因素分析

2.6 小结

3 模糊PID控制

3.1 PID控制基本理论

3.2 模糊控制

3.3 模糊PID控制器

3.4 小结

4 驼峰车辆减速器模糊自适应PID控制系统

4.1 驼峰车辆减速器模糊自适应PID控制器原理

4.2 驼峰车辆减速器模糊自适应PID控制器设计

4.3 驼峰车辆减速器模糊自适应PID控制器的优化

4.4 小结

5 仿真分析

5.1 仿真系统设计

5.2 系统仿真实现

5.3 仿真结果分析

5.4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果