[發(fā)明專利]一種面向地鐵列車自動駕駛的在線能量混雜反饋控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011419717.1
• 申請日: 2020-12-06
• 公開（公告）號: CN112560172A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳陽舟;郭翔宇;詹璟原;尚飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;B61L27/00;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種面向地鐵列車自動駕駛的在線能量混雜反饋控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1、根據(jù)線路長度將列車位置離散化，以列車位置為自變量、速度和時間為狀態(tài)變量建立列車動力學(xué)模型；所述列車模型考慮車重、列車牽引特性和基本阻力；

S2、建立基于模態(tài)切換的列車節(jié)能優(yōu)化操縱模型；建立列車運行牽引/制動力切換方案；五種不同的模態(tài)包括牽引加速、制動減速、惰行、巡航和停站；規(guī)定多站間的五種模態(tài)切換順序規(guī)則；

S3、構(gòu)造列車節(jié)能運行優(yōu)化問題；所述列車節(jié)能運行優(yōu)化問題為求取列車運行牽引力對運行距離累加的最小值；

S4、根據(jù)線路條件將列車速度、時間分別離散化構(gòu)成狀態(tài)空間；所述線路條件包括速度限制、列車總運行時間、列車停站時間，構(gòu)成優(yōu)化問題的約束條件；

S5、確定狀態(tài)遞推方程，每切換一個模態(tài)，用離散動態(tài)規(guī)劃算法在線搜索剩余的列車節(jié)能模態(tài)切換位置點；所述離散動態(tài)規(guī)劃算法包括動態(tài)規(guī)劃正向狀態(tài)搜索與反向控制搜索，得到列車最優(yōu)切換控制序列及最優(yōu)模態(tài)序列，對列車實現(xiàn)在線控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向地鐵列車自動駕駛的在線能量混雜反饋控制方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述列車動力學(xué)模型為：

其中，將列車總運行距離按照位置等間隔離散化得到K個Δx，K代表離散的總階段數(shù)，k為位置的索引，x_k為第k個Δx的位置，v_k,t_k分別代表列車在位置x_k對應(yīng)速度、時間，u_k為切換控制，u_k∈{0,1}，w_k(u_k)代表位置x_k列車所處的模態(tài)，M代表列車質(zhì)量，為列車處于w_k(u_k)模態(tài)的牽引/制動力，r(v_k)代表列車所受的基本阻力；

所述列車基本阻力為：

r(v_k)＝r₀+r₁|v_k|+r₂v_k²

其中，前兩項表示列車機械阻力，最后一項表示列車空氣阻力，參數(shù)r₀,r₁,r₂由列車型號和質(zhì)量確定。