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Transportation Safety and Environment 2024年第3期6卷 133-139页

作者： Sixuan Qiu ningzhou li Xiaojuan Wei Gaosong li School of Railway Transportation Shanghai Institute of TechnologyShanghai 201418China

As the latest research direction of train-to-train communication,virtual coupling train formation technology has attracted the attention of many *** paper studies the influence of time delay on the formation of virtual coupled *** proposed a distributed PID controller,which means that trains can still form a stable fleet operation under the influence of communication delay and control *** modelling and analysis,the research uses Matlab to conduct simulation,involving two sets of *** including speed,acceleration,position,position error,expected distance between adjacent trains and actual distance between adjacent trains are *** results demonstrate that the distributed PID controller can effectively control the impact of time delay on the virtual coupling fleet.

关键词： virtual coupling train-to-train communication time delay PID controller

一类永磁同步电机混沌运动的GWO-RBFNN双参协同智能优化控制

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哈尔滨理工大学学报 2024年第3期29卷 28-36页

作者：李宁洲邱思旋卫晓娟李小齐李高嵩上海应用技术大学轨道交通学院上海201418

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)混沌控制问题,提出了一种基于GWO-RBFNN的双参协同智能优化控制方法。从控制器能够自动搜索预期运动状态的角度出发,选择Poincaré截面上两点间距离作为控制器输入,并考虑... 详细信息

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)混沌控制问题,提出了一种基于GWO-RBFNN的双参协同智能优化控制方法。从控制器能够自动搜索预期运动状态的角度出发,选择Poincaré截面上两点间距离作为控制器输入,并考虑到系统参数对系统动力学行为的耦合影响作用,基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network, RBFNN)设计了双参协同控制器;采用灰狼优化算法(grey wolf optimization, GWO)优化选择控制器参数,以实现最佳的控制器性能;通过对PMSM系统中两个可控参数进行微幅扰动调整,将系统从混沌状态控制到预期的运动状态。研究结果表明,相较于基于GWO-RBFNN的单参数智能优化控制方法,基于GWO-RBFNN的双参协同智能优化控制方法具有更优的性能。虽然两种方法均能实现混沌运动控制,但相较而言,基于GWO-RBFNN的双参协同智能优化控制方法控制速度更快,超调量更小。

关键词：永磁同步电机混沌运动双参协同控制灰狼算法径向基函数神经网络

机车牵引齿轮系统混沌运动的径向基函数神经网络控制

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应用技术学报 2024年第2期24卷 215-222页

作者：卫晓娟陶幸李静李宁洲何正义周方伟上海应用技术大学轨道交通学院上海201418

针对HXD2牵引齿轮系统运行性能监控需求,建立了单自由度牵引齿轮系统动力学模型并结合分岔图、相图和Poincaré截面图分别分析了阻尼系数、啮合刚度的变化对系统周期性响应的影响。基于径向基函数神经网络设计了混沌控制器,同时控制器... 详细信息

针对HXD2牵引齿轮系统运行性能监控需求,建立了单自由度牵引齿轮系统动力学模型并结合分岔图、相图和Poincaré截面图分别分析了阻尼系数、啮合刚度的变化对系统周期性响应的影响。基于径向基函数神经网络设计了混沌控制器,同时控制器的参数用量子粒子群算法进行优化,并通过对阻尼系数施加微幅扰动,将系统混沌运动控制为稳定的周期运动。

关键词：机车牵引齿轮径向基函数神经网络量子粒子群算法混沌控制

基于自适应子群协作QPSO算法的机车黏着智能模糊优化控制

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中国铁道科学 2014年第4期35卷 100-107页

作者：李宁洲冯晓云西南交通大学电气工程学院四川成都610031 兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

为了使机车在运行过程中保持轮轨最佳黏着力,需要对牵引电机转矩进行实时调整。以车轮角加速度和黏着特性曲线斜率的估计值作为输入变量,以牵引电机转矩的调节量作为输出变量,提出机车黏着智能模糊优化控制策略;以考虑轮轨黏着力变化指... 详细信息

为了使机车在运行过程中保持轮轨最佳黏着力,需要对牵引电机转矩进行实时调整。以车轮角加速度和黏着特性曲线斜率的估计值作为输入变量,以牵引电机转矩的调节量作为输出变量,提出机车黏着智能模糊优化控制策略;以考虑轮轨黏着力变化指标和牵引电机转矩波动指标的加权目标函数作为优化设计模糊控制器应满足的适应度函数;基于双输入单输出的二维模糊控制器结构,量化并变换得到模糊控制器的尺度变换函数和隶属度函数,并提出自适应子群协作QPSO算法对这些函数中的参数进行优化。仿真结果表明:在轨面条件发生多种极端突变的情况下,该控制策略都能使机车轮对在很短的时间内调整到最佳黏着状态下,从而发挥最佳牵引力。

关键词：机车黏着优化控制智能计算模糊控制加权目标函数

基于引力搜索RBF神经网络的机车齿轮箱故障诊断

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铁道学报 2016年第2期38卷 19-26页

作者：卫晓娟丁旺才李宁洲郭文志兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

为解决神经网络结构及参数的优化选择问题,以提高机车齿轮箱故障诊断的精度,提出一种基于引力搜索RBF神经网络的机车齿轮箱智能故障诊断方法。基于高斯RBF神经网络建立机车齿轮箱故障诊断模型,采用减聚类算法确定RBF神经网络结构,并结... 详细信息

为解决神经网络结构及参数的优化选择问题,以提高机车齿轮箱故障诊断的精度,提出一种基于引力搜索RBF神经网络的机车齿轮箱智能故障诊断方法。基于高斯RBF神经网络建立机车齿轮箱故障诊断模型,采用减聚类算法确定RBF神经网络结构,并结合混沌优化策略及人工蜂群搜索算子提出自适应混合引力搜索算法对故障诊断模型进行优化求解,避免了参数选择的盲目性。采用国际标准测试数据集对该方法进行分类性能测试,结果表明其分类精度明显优于经GA算法、SPSO算法、QPSO算法和GSA算法优化的RBF神经网络。将该方法应用于机车齿轮箱故障的诊断,应用实例验证了该方法的有效性。

关键词：机车齿轮箱高斯RBF神经网络故障诊断自适应混合引力搜索算法

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碰撞振动系统混沌运动的脊波神经网络控制

华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第5期46卷 72-77页

作者：卫晓娟李宁洲丁旺才张曹辉兰州交通大学机电工程学院

针对一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的控制问题,提出一种基于脊波神经网络的混沌运动智能优化控制方法.该方法基于脊波神经网络设计混沌控制器,同时采用动态多子群引力搜索算法优化脊波神经网络模型的参数.在碰撞振动系统进入混沌运动... 详细信息

针对一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的控制问题,提出一种基于脊波神经网络的混沌运动智能优化控制方法.该方法基于脊波神经网络设计混沌控制器,同时采用动态多子群引力搜索算法优化脊波神经网络模型的参数.在碰撞振动系统进入混沌运动状态后,利用经优化的脊波神经网络混沌控制器输出微幅调整量施加于系统的可控参数,对混沌系统进行参数反馈控制,使系统产生规则的周期运动.该方法不依赖被控系统的精确数学模型,可适用于系统模型未知而仅获得系统I/O数据的情况.仿真结果验证了该控制方法的可行性和有效性.

关键词：碰撞振动混沌控制脊波神经网络动态多子群引力搜索算法智能优化

基于QPSO-Volterra的齿轮裂纹故障特征提取

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机械传动 2019年第7期43卷 6-11,16页

作者：李忱卫晓娟李宁洲兰州交通大学机电工程学院

鉴于目前主流齿轮裂纹故障检测方法所存在的局限性(即仅利用系统响应作为研究对象,很少考虑输入对于故障特征提取的作用),并考虑到其作为一种典型非线性系统所蕴含的动态特性,将Volterra级数理论应用于不同状态齿轮啮合传动系统,以充分... 详细信息

鉴于目前主流齿轮裂纹故障检测方法所存在的局限性(即仅利用系统响应作为研究对象,很少考虑输入对于故障特征提取的作用),并考虑到其作为一种典型非线性系统所蕴含的动态特性,将Volterra级数理论应用于不同状态齿轮啮合传动系统,以充分发挥Volterra级数能够综合利用系统输入、输出数据进行系统非线性特性描述的优势;同时考虑到QPSO算法较高的全局搜索能力,采用该算法对齿轮啮合传动系统Volterra模型进行了时域核辨识。仿真实验结果表明,高阶时域核对于齿轮裂纹故障所引起的系统非线性特性变化非常敏感,可以有效地表征并区分出不同状态下齿轮啮合传动系统的非线性动态特性,达到了预期目的。

关键词： Volterra级数 QPSO算法齿轮裂纹故障特征提取

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碰撞振动系统混沌的双参协同智能优化控制

华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第12期51卷 102-109页

作者：卫晓娟周方伟李宁洲丁旺才上海应用技术大学轨道交通学院上海201418 兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

针对单自由度含间隙碰撞振动系统的混沌运动控制问题,提出一种基于局部旋转量子粒子群优化算法优化径向基函数神经网络的双参协同智能优化控制方法.首先,数值仿真得到了系统在(ω,ζ)参数平面内的运动分布图,并结合分别以激励频率ω和... 详细信息

针对单自由度含间隙碰撞振动系统的混沌运动控制问题,提出一种基于局部旋转量子粒子群优化算法优化径向基函数神经网络的双参协同智能优化控制方法.首先,数值仿真得到了系统在(ω,ζ)参数平面内的运动分布图,并结合分别以激励频率ω和阻尼比ζ作为研究对象的单参分岔图和李雅普诺夫指数谱图,分析了参数变化与混沌运动向周期运动转迁之间的关联关系;其次,将激励频率和阻尼比引入径向基函数神经网络控制器输入变量的构造中,提出了满足预期控制目标需求的混沌运动双参协同智能优化控制策略,从而借助径向基函数神经网络的非线性映射特性,使得激励频率和阻尼比对系统动力学性态转迁的综合影响得以在控制器输出变量中体现;最后,提出了局部旋转量子粒子群优化算法优化控制器的参数,实现将混沌运动控制为预期的周期运动.

关键词：碰撞振动系统混沌运动双参协同控制局部旋转量子粒子群优化算法径向基函数神经网络

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基于SVD-UKF的机车最优黏着控制研究

铁道机车车辆 2022年第4期42卷 17-23页

作者：周延锋李宁洲卫晓娟兰州交通大学机电工程学院兰州730070 上海应用技术大学轨道交通学院上海201418

为改善轮轨黏着关系、保障行车安全以及提高黏着利用率,需对机车进行黏着控制。针对机车运行过程中轨面黏着系数难以获取的问题,设计了SVD-UKF观测器,有效克服了外界干扰对观测精度的影响;并结合递推最小二乘法,实现了对当前轨面最优参... 详细信息

为改善轮轨黏着关系、保障行车安全以及提高黏着利用率,需对机车进行黏着控制。针对机车运行过程中轨面黏着系数难以获取的问题,设计了SVD-UKF观测器,有效克服了外界干扰对观测精度的影响;并结合递推最小二乘法,实现了对当前轨面最优参考蠕滑速度的实时搜索;为提升抗干扰能力和鲁棒性,提出了一种基于指数趋近律的滑模鲁棒控制算法。仿真结果表明,所提出的控制策略具有良好的控制效果,能够实现机车黏着的较高利用。

关键词：机车黏着无迹卡尔曼滤波奇异值分解滑模控制

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碰撞振动系统混沌的RBFNN参数反馈控制

传感器与微系统 2023年第3期42卷 108-111,116页

作者：周方伟卫晓娟李宁洲李得洋上海应用技术大学轨道交通学院上海201418 兰州交通大学材料科学与工程学院甘肃兰州730070

针对一类含间隙单自由度刚性碰撞振动系统的混沌运动控制问题,提出一种基于梯度下降法与径向基函数神经网络(RBFNN)相结合的参数反馈混沌控制方法。基于RBFNN设计了参数反馈混沌控制器,构建了以Poincaré截面上相邻两点距离及控制器输... 详细信息

针对一类含间隙单自由度刚性碰撞振动系统的混沌运动控制问题,提出一种基于梯度下降法与径向基函数神经网络(RBFNN)相结合的参数反馈混沌控制方法。基于RBFNN设计了参数反馈混沌控制器,构建了以Poincaré截面上相邻两点距离及控制器输出能量最小为目标的适应度函数,以引导梯度下降法完成混沌控制器参数的在线优化,并利用Lyapunov方法证明了控制系统的稳定性。该方法可适用于模型未知或难以建立精确数学模型的混沌控制。

关键词：碰撞振动系统混沌控制径向基函数神经网络梯度下降法

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