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高速列车自动驾驶前馈自适应广义预测控制方法研究

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控制与信息技术 2024年第1期 14-22页

作者：罗源易杰白金磊张征方株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

高速列车自动驾驶(ATO)系统本质上是强非线性和不确定性的系统,针对高速列车模型参数非线性和时变性等特点,文章提出了一种前馈自适应广义预测控制(FA-GPC)的方法对ATO系统进行动态优化控制,并设计了一种带约束的多目标预测控制器。首先... 详细信息

高速列车自动驾驶(ATO)系统本质上是强非线性和不确定性的系统,针对高速列车模型参数非线性和时变性等特点,文章提出了一种前馈自适应广义预测控制(FA-GPC)的方法对ATO系统进行动态优化控制,并设计了一种带约束的多目标预测控制器。首先,基于列车多质点模型,分析附加阻力的改变对列车运行的影响;然后,结合列车运行过程中的速度跟踪精度、停车精度及运行舒适性等关键指标,构建包含控制输入约束的多目标性能指标函数,设计基于多目标函数的前馈广义预测速度跟踪控制算法,解决了由于附加阻力变化导致控制器超调的问题并加快了控制收敛速度。由于列车运行过程中受外界环境、乘客流动等因素影响,阻力变化大,难以建立精确的数学模型,因此采用带约束的变遗忘因子递推最小二乘法来辨识出列车控制系统在不同工况下受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA),进而提高控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,相比传统的无前馈GPC和PID控制器,前馈广义控制器在不同线路条件下巡航控速速度跟踪精度在±0.5km/h范围内,具有良好的跟踪性;在强扰动情况下通过引入自适应改进的前馈广义预测控制算法,具有较强的鲁棒性。

关键词：高速列车自动驾驶自适应广义预测控制参数辨识

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机车自动驾驶关键技术与问题研究

控制与信息技术 2024年第4期 1-10页

作者：胡云卿江帆张征方株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

文章分析了机车自动驾驶技术的特点与关键问题,介绍了机车自动驾驶国内外发展现状与关键技术的研究进展;对列车纵向动力学建模、约束构建、操纵评价、场景决策、运动规划、跟随控制等关键技术的研究进展和技术路线进行了详细的阐述,并... 详细信息

文章分析了机车自动驾驶技术的特点与关键问题,介绍了机车自动驾驶国内外发展现状与关键技术的研究进展;对列车纵向动力学建模、约束构建、操纵评价、场景决策、运动规划、跟随控制等关键技术的研究进展和技术路线进行了详细的阐述,并针对循环空气制动控制、复杂组合场景控制等关键问题的技术方案进行了探讨;最后,对自动驾驶技术未来的发展趋势进行了展望,指出要实现更高品质和更高等级的机车自动驾驶,还需对机车自动驾驶场景集的快速构建、车地信息融合态势感知等技术进行深入研究。

关键词：自动驾驶机车重载列车动力学决策与控制操纵评价

适应起伏坡道线路的重载列车运行曲线规划技术研究

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控制与信息技术 2024年第4期 28-35页

作者：蒋杰张征方罗源周黄标熊佳远株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

重载货运列车编组长、载重大、覆盖线路纵断面复杂,若操纵不当,极易引起列车冲动以及过多的能量消耗,甚至引起跳钩、断钩等安全事故。为了研究重载列车在起伏坡道运行时的最优操纵策略,文章提出了一种基于蚁群算法的区间运行曲线规划算... 详细信息

重载货运列车编组长、载重大、覆盖线路纵断面复杂,若操纵不当,极易引起列车冲动以及过多的能量消耗,甚至引起跳钩、断钩等安全事故。为了研究重载列车在起伏坡道运行时的最优操纵策略,文章提出了一种基于蚁群算法的区间运行曲线规划算法。首先,建立了列车纵向动力学多质点模型,并将翟方法应用到模型状态变量求解中;其次,从车钩力角度深入分析,建立了基于车钩力约束的安全评价指标以及基于车钩力状态变化的平稳评价指标,并结合重载列车的实际运行操纵约束,构建了带约束的多目标优化数学模型;最后,应用蚁群算法对该模型进行求解,获得重载列车在起伏坡道区间运行时的最优操纵曲线。基于实际线路数据,对本文算法进行了仿真验证,结果表明,对比优秀司机人工操纵,其在车钩状态转换次数及车钩力变化斜率指标上平均降低3%以上,有效提升了列车的运行品质。

关键词：重载列车起伏坡道操纵优化多目标优化蚁群算法

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重载列车模糊自适应模型预测控制方法研究

控制与信息技术 2024年第4期 36-43页

作者：易杰江帆罗源张征方白金磊钟谱华株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

机车自动驾驶系统本身是一个非线性、时变系统。列车在运行过程中,会遇到各种不同的线路情况,因此控制器不仅要具备预测控制功能,控制器的参数也需要根据实际的运行线路情况进行动态调整。为此,文章提出了一种重载列车模糊自适应模型预... 详细信息

机车自动驾驶系统本身是一个非线性、时变系统。列车在运行过程中,会遇到各种不同的线路情况,因此控制器不仅要具备预测控制功能,控制器的参数也需要根据实际的运行线路情况进行动态调整。为此,文章提出了一种重载列车模糊自适应模型预测控制方法。该方法在建立非线性多质点模型的基础上,构造了考虑多优化目标及多运行约束条件的优化问题,搭建了基于重载列车多质点模型的模型预测控制系统框架,对列车运行状态进行预测和动态调节;针对固定的控制器参数无法适应不同线路情况的问题,文章利用模糊控制与模型预测控制方法相结合的方法,通过对模型预测控制器的权重系数进行自适应整定,从而实现列车在不同运行线路上自适应优化控制。仿真结果表明,模糊自适应模型预测控制器具有良好的控制性能,不仅能够实现对列车的精确控制,将速度误差控制在±1km/h范围内,而且能够保证列车运行的平稳性。

关键词：重载列车机车自动驾驶自适应模型预测模糊控制

液质联用法测定婴幼儿奶粉中左旋肉碱含量不确定度评定

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现代食品 2024年第4期30卷 190-193页

作者：张伟杨敏李永忠夏敏易佳容湖南口味王集团有限责任公司湖南益阳413000 湖南中益食品化工检测院湖南益阳413000

本文介绍了采用液质联用同位素内标法测定婴幼儿奶粉中左旋肉碱含量的不确定度评价方法,通过对样品称量、稀释体积和浓度带入的不确定度分别进行评定,最终得到样品中左旋肉碱含量的相对标准不确定度和扩展不确定度。结果表明,婴幼儿奶粉... 详细信息

本文介绍了采用液质联用同位素内标法测定婴幼儿奶粉中左旋肉碱含量的不确定度评价方法,通过对样品称量、稀释体积和浓度带入的不确定度分别进行评定,最终得到样品中左旋肉碱含量的相对标准不确定度和扩展不确定度。结果表明,婴幼儿奶粉中,左旋肉碱浓度的不确定度主要来源于标准曲线的测定。因此,在实验过程中,相关人员应严格控制实验条件,保证标准曲线的准确度。

关键词：不确定度左旋肉碱婴幼儿奶粉液质联用

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提高医用乳胶球囊球形周正率的研究

橡胶工业 2024年第5期71卷 360-364页

作者：李红兰潘显智中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司湖南株洲412003 临近空间探空气球材料与技术湖南省重点实验室湖南株洲412003

研究医用乳胶球囊的制备工艺与性能,以期从工艺上解决球囊球偏的问题。结果表明,采用预硫化程度在三末~四初的预硫化天然胶乳,使用酒精陶土凝固剂,并采取合理自动浸渍工艺,在65℃下沥滤6 min,在100℃下带模干燥硫化30 min,制备的乳胶球... 详细信息

研究医用乳胶球囊的制备工艺与性能,以期从工艺上解决球囊球偏的问题。结果表明,采用预硫化程度在三末~四初的预硫化天然胶乳,使用酒精陶土凝固剂,并采取合理自动浸渍工艺,在65℃下沥滤6 min,在100℃下带模干燥硫化30 min,制备的乳胶球囊的球形周正率大,物理性能和外观质量好,可满足国内市场需求。

关键词：天然胶乳乳胶球囊球偏球形周正率

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正弦交流电絮凝处理含锌电镀废水的研究

电镀与涂饰 2024年第1期43卷 136-143页

作者：周益辉易师雷细平徐涛湖南汽车工程职业学院湖南株洲412001 航天凯天环保科技股份有限公司湖南长沙410100 中南林业科技大学理学院湖南长沙410004 湖南大学化学化工学院湖南长沙410012

[目的]电镀废水中的Zn^(2+)污染控制是当前重要的工业水环境技术问题。[方法]采用正弦交流电絮凝技术和自制的电絮凝装置从废水中除去Zn^(2+)。采用数值模拟的研究方法对电絮凝装置进行了流场分析,并通过实验研究了溶液初始pH、电流密... 详细信息

[目的]电镀废水中的Zn^(2+)污染控制是当前重要的工业水环境技术问题。[方法]采用正弦交流电絮凝技术和自制的电絮凝装置从废水中除去Zn^(2+)。采用数值模拟的研究方法对电絮凝装置进行了流场分析,并通过实验研究了溶液初始pH、电流密度、初始锌离子浓度、反应时间等因素对去除Zn^(2+)的影响,使用响应面优化方案的Box-Behnken设计获得Zn^(2+)最高去除效率的最佳工艺参数。[结果]钛篮孔板大于3层有利于实现电絮凝装置流场均匀分布;在pH=9、含120 mg/dm^(3)Zn^(2+)的模拟废水溶液中,施加电流密度为0.31 A/m2、频率为50 Hz正弦交流电,通电21.3 min,Zn^(2+)的去除率可达到98.80%。[结论]响应面优化可用于正弦交流电絮凝处理含Zn^(2+)废水的过程。

关键词：含锌电镀废水正弦交流电絮凝响应面优化装置数值模拟

基于FPGA的永磁同步电机三相电流同步采样方案

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控制与信息技术 2024年第3期 104-108页

作者：廖丽诚李淼中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

在永磁牵引控制平台中,为了实现永磁同步电机控制更优,需根据控制周期对电机的三相电流进行同步采样;同时,为了满足过流故障的实时保护,需要对电流以较小的时间间隔进行持续采样。为此,文章基于FPGA设计了一种利用一套ADC芯片同时满足... 详细信息

在永磁牵引控制平台中,为了实现永磁同步电机控制更优,需根据控制周期对电机的三相电流进行同步采样;同时,为了满足过流故障的实时保护,需要对电流以较小的时间间隔进行持续采样。为此,文章基于FPGA设计了一种利用一套ADC芯片同时满足永磁同步电机控制所需电流同步采样和过流实时保护需求的快速定时采样方案。该方案通过实时获取用户配置的同步采样周期,并结合定时采样周期,智能地生成ADC转换启动信号的方式,从而实现对永磁同步电机电流的同步采样和定时采样控制。最后,基于实际永磁牵引控制平台进行实验,结果验证了所提方案的可行性和有效性。

关键词：永磁同步电机同步采样定时采样 FPGA ADC

新能源游船直流微电网系统无差拍预测电压控制策略研究

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控制与信息技术 2024年第2期 89-93页

作者：梁锡凡王跃付建国周振邦童子威中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

基于光伏、储能技术混合供电的直流微电网系统被广泛应用于新能源游船。针对其日用负荷供电变流器接入不平衡负荷或者单相负荷时出现的供电电压不平衡问题,文章提出一种基于输出电压正负序分离的无差拍预测电压控制策略,在正负序坐标系... 详细信息

基于光伏、储能技术混合供电的直流微电网系统被广泛应用于新能源游船。针对其日用负荷供电变流器接入不平衡负荷或者单相负荷时出现的供电电压不平衡问题,文章提出一种基于输出电压正负序分离的无差拍预测电压控制策略,在正负序坐标系下分别实现供电变流器电压正负序分量控制,保证供电变流器输出三相电压平衡,增强系统对不平衡负荷的抗干扰能力,避免增加额外的电能质量治理装置。仿真结果表明,采用所提无差拍预测电压控制策略后,直流微电网的日用负荷供电变流器电压不平衡度从28%降低到0.5%以下,验证了所提控制算法的有效性。

关键词：直流微电网新能源游船供电变流器不平衡负荷无差拍预测控制