[發(fā)明專利]基于兩階段正交配置的貨運電力機(jī)車趕點參考速度自動發(fā)生裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911184111.1 | 申請日： | 2019-11-27 |
| 公開（公告）號： | CN110877617B | 公開（公告）日： | 2020-11-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉平;胡清泉;劉航;周磊;樊力;伍習(xí)波;劉興高 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué);重慶郵電大學(xué) |
| 主分類號： | B61C17/00 | 分類號： | B61C17/00 |
| 代理公司： | 杭州宇信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231 | 代理人： | 張宇娟 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 階段 正交 配置 貨運 電力機(jī)車 趕點 參考 速度 自動 發(fā)生 裝置 方法 | ||
1.基于兩階段正交配置的貨運電力機(jī)車趕點參考速度自動發(fā)生裝置，其特征在于：包括電力機(jī)車車速傳感器(11)、電力機(jī)車坡道傳感器(12)、電力機(jī)車參數(shù)及趕點區(qū)間輸入單元(13)、電力機(jī)車中控CCU(14)和參考速度曲線輸出單元(15)；
所述電力機(jī)車車速傳感器(11)用于測量電力機(jī)車當(dāng)前行駛速度，并通過數(shù)據(jù)總線傳輸至電力機(jī)車中控CCU(14)；
所述電力機(jī)車坡道傳感器(12)用于測量鐵路軌道當(dāng)前的坡道角度，并通過數(shù)據(jù)總線傳輸至電力機(jī)車中控CCU(14)；
所述電力機(jī)車參數(shù)及趕點區(qū)間輸入單元(13)用于設(shè)定電力機(jī)車的動力學(xué)模型參數(shù)以及相應(yīng)的性能參數(shù)同時接收鐵路調(diào)度部門發(fā)送的趕點區(qū)間指令，并通過數(shù)據(jù)總線傳輸至電力機(jī)車中控CCU(14)；
所述電力機(jī)車中控CCU(14)用于根據(jù)鐵路調(diào)度部門發(fā)送的趕點區(qū)間以及當(dāng)前的電力機(jī)車速度、鐵路軌道坡道，自動執(zhí)行兩階段自適應(yīng)Gauss配點重構(gòu)偽譜法，得到使貨運電力機(jī)車在最短時間內(nèi)行駛完趕點區(qū)間的最優(yōu)速度參考值；
所述參考速度曲線輸出單元(15)用于將電力機(jī)車中控CCU(14)得到的趕點參考速度曲線輸出至速度控制機(jī)構(gòu)；
所述電力機(jī)車中控CCU(14)包括
信息采集模塊(21)，用于采集電力機(jī)車速度參數(shù)、鐵路軌道坡度參數(shù)、趕點區(qū)間距離參數(shù)、電力機(jī)車動力學(xué)模型參數(shù)以及性能約束參數(shù)，并將采集的信息輸入到初始化模塊中；
初始化模塊(22)，用于設(shè)置控制變量正交配置配點初始點個數(shù)N和狀態(tài)變量正交配置配點初始點個數(shù)H以及牽引力控制量初始猜測值u(0)，并設(shè)定優(yōu)化計算精度tol，將迭代次數(shù)k置零；
第一階段常微分方程組正交配置模塊(23)，用于對電力機(jī)車動力學(xué)模型進(jìn)行正交配點離散化；
非線性規(guī)劃問題求解模塊(24)，用于通過計算得到滿足收斂性要求的牽引力控制量u(k)(t)；
第二階段配點判斷模塊(25)，用于判斷非線性規(guī)劃問題求解模塊(24)得到的牽引力控制變量是否進(jìn)行第二階段正交配點處理；
第二階段第一階段常微分方程組正交配置模塊(26)，用于對控制變量和狀態(tài)變量進(jìn)行正交配置配點；
參考速度曲線輸出模塊(27)，用于將計算得到的牽引力控制量下對應(yīng)的趕點參考速度曲線輸出至速度控制器；
所述電力機(jī)車中控CCU的兩階段自適應(yīng)Gauss配點重構(gòu)偽譜法，具體步驟如下：
步驟B1：讀取錄入的電力機(jī)車動力學(xué)模型參數(shù)以及相應(yīng)的性能參數(shù)值，采集趕點區(qū)間距離、當(dāng)前時刻的電力機(jī)車速度與鐵路軌道坡度數(shù)值；
步驟B2：設(shè)置控制變量正交配置配點初始點個數(shù)N和狀態(tài)變量正交配置配點初始點個數(shù)H、控制變量初始猜測值u(0)，設(shè)定優(yōu)化計算精度tol，將迭代次數(shù)k置零；
步驟B3：對常微分方程組在時間軸[t0,tf]上采用配點進(jìn)行離散；
步驟B4：獲得電力機(jī)車牽引力控制變量u(k)(t)和對應(yīng)的狀態(tài)變量x(k)(t)，并作為指令輸出到第二階段配點判斷模塊(25)；
步驟B5：判斷第二階段配點是否進(jìn)行，如果已經(jīng)進(jìn)行第二階段配點，則執(zhí)行步驟B6，否則跳過步驟B6執(zhí)行步驟B7；
步驟B6：將得到狀態(tài)變量x(k)(t)中的速度變量作為參考速度輸出至參考速度曲線輸出模塊(27)；
步驟B7：通過第二階段第一階段常微分方程組正交配置模塊(26)運行，得到新的控制變量正交配置配點個數(shù)和狀態(tài)變量正交配置配點個數(shù)并將常微分方程組在時間軸[t0,tf]上采用新的配點進(jìn)行離散，轉(zhuǎn)向執(zhí)行步驟B4。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述非線性規(guī)劃問題求解模塊(24)包括
尋優(yōu)方向計算，用于計算滿足梯度下降的方向變量d(k)；
尋優(yōu)步長求解，用于計算滿足收斂性條件要求的步長α(k)；
尋優(yōu)修正，用于對目標(biāo)函數(shù)J(k)與上一次的目標(biāo)函數(shù)J(k-1)作差不滿足減少要求的迭代點進(jìn)行修正；
非線性規(guī)劃問題收斂性判斷，用于判斷本次迭代得到的目標(biāo)函數(shù)值是否滿足收斂性要求，如果滿足則停止，不滿足則進(jìn)入下一次迭代。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于浙江大學(xué);重慶郵電大學(xué)，未經(jīng)浙江大學(xué);重慶郵電大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201911184111.1/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
