在当前全球能源危机和环境保护的大背景下,铁路作为重要的交通方式,其节能减排的重要性日益凸显。铁路运输具有运载量大、能源效率高、污染相对较低等优点,成为各大城市和国家解决交通问题、实现绿色交通战略的重要途径。在这一领域中,列车运行控制系统的优化扮演着至关重要的角色。本文将深入探讨2023年数维杯B题所提出的“基于目标速度约束的节能列车运行控制优化策略”,并结合算法实现和优化结果,探讨如何在保证安全的前提下,实现列车运行的高效率和低能耗。 我们需要明确列车运行控制的核心目标:即在确保旅客安全和舒适的前提下,最大程度地减少能源消耗,提高运输效率。在列车运行过程中,速度控制是影响能耗的关键因素之一。列车运行速度的高低直接影响到动能的大小,从而影响到牵引力和制动力的使用,最终反映在能耗上。因此,如何在不同的运行条件下合理地控制列车速度,成为一项技术挑战。 为了解决这一挑战,研究者们引入了“目标速度约束”的概念,这包括了列车在特定区段内必须遵守的最大和最小速度限制。这些限制既保障了运行的安全性,也考虑到线路条件、交通流量等多种因素。在此基础上,研究者们开发出多种优化算法,如动态规划、遗传算法、模拟退火等,用以寻找在满足这些约束条件下的最优速度控制方案。这些算法能够处理实时数据,如列车当前的位置、速度、前方的障碍物距离等,并据此生成适应当前环境的速度指令。 动态规划算法在处理有重叠子问题和最优子结构的问题时具有优势,通过记录子问题的解来避免重复计算,从而提高了计算效率。遗传算法则是借鉴生物进化论中的自然选择和遗传机制,通过迭代的方式逐步逼近最优解。模拟退火算法则模拟物理中固体物质的退火过程,通过逐步降低系统的“温度”来寻找系统的最低能量状态,即最优解。 接下来,我们将目光转向优化策略的“结果”部分。在实际应用中,这些策略的执行效果可以从多个维度进行量化评估。节能效果可以通过能耗降低的百分比来衡量,这是直接反应优化效果的指标。同时,安全性指标,如平均行驶时间、停站次数等,也是评估优化策略是否成功的重要依据。在一些情况下,还可以通过与传统控制策略进行对比分析,来更直观地展示新策略的优越性。 为了将这些研究成果转化为实际应用,优化策略需要被封装成实用的软件或插件工具。这样的工具不仅要具备强大的计算能力,还必须保证良好的实时性和稳定性,确保在铁路运营的复杂环境中能够可靠地执行。集成到列车运行控制系统中的软件模块将为列车司机或自动控制系统的决策提供科学依据,通过实施推荐的速度控制方案,实现节能与安全的双重目标。 最终,这一研究项目的核心是将数学建模与计算机科学相结合,解决实际的工程问题。通过科学的算法设计,不仅优化了列车的运行过程,还促进了轨道交通系统的智能化和绿色化发展。研究成果的应用对于提升我国轨道交通系统的能效和安全性具有重要的现实意义,有望成为推动铁路交通行业可持续发展的关键力量。随着研究的不断深入和技术的不断进步,我们有理由相信,未来的铁路交通将更加节能高效,为乘客提供更加安全、舒适和便捷的出行体验。
2025-04-22 10:02:28 798KB
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【基于MPC单步垂直泊车的自动泊车系统:Carsim与Matlab联合仿真及持续优化版本】,MPC单步垂直泊车技术:Carsim与Matlab联合仿真下的自动泊车模型预测控制优化与实践,【5.MPC单步垂直泊车】APA 单步垂直泊车 模型预测MPC 自动泊车Carsim与Matlab联合仿真 后期会继续迭代更新的版本 包含垂直路径数据点(只有路径点)和MPC控制算法 后可以有参考模型,全部开源,入群后,可在群里提问,会。 后期不断优化。 1.Carsim2019 2020场景及车辆配置文件 2.Simulink文件包含stateflow纵向逻辑控制 3.MPC横向控制算法文件 4.垂直路径点处理.m 5.群里 6.跟踪误差等数据分析画图脚本 ,核心关键词: MPC单步垂直泊车; APA; 模型预测MPC; 自动泊车; Carsim与Matlab联合仿真; 垂直路径数据点; MPC控制算法; 后期优化; Carsim2019/2020场景; 车辆配置文件; Simulink文件; stateflow纵向逻辑控制; MPC横向控制算法文件; 垂直路径点处理; 群里; 跟踪误差数据分析画
2025-04-07 14:28:02 436KB 数据仓库
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模糊PID与Carsim联合仿真下的ABS防抱死制动系统:优化制动性能与稳定控制,ABS模糊Pid联合仿真:Carsim与Matlab Simulink协同实现高效制动控制,优化滑移率,稳定轮速,提升制动性能,ABS 防抱死制动系统———模糊Pid Carsim与matlab simulink联合仿真,相较于单独使用simulink仿真更加可靠 (Carsim2019,Matlab2018a) 控制目标为控制车轮的滑移率在最优滑移率附近,使制动时车轮不抱死并且获得较好的制动性能。 控制方式为模糊PID控制器(附带模糊控制器设置代码,帮你入门模糊控制),输入为实际滑移率与最优滑移率的偏差,输出为制动压力调节信号。 相比于PID控制器、逻辑门限值制动效果较好,轮速没有那么多抖动,较为稳定(视频中黑车为Pid控制器,蓝绿色的车是逻辑门限值的,其中黑车的制动距离明显较短)。 说明文档和模型注释说明。 同时欢迎一起交流ABS相关问题。 ,关键词: 1. ABS防抱死制动系统 2. 模糊PID 3. Carsim与matlab simulink联合仿真 4. 控制目标:控制车轮滑移率 5. 制动
2025-04-06 22:35:55 2.13MB edge
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介绍了古交电厂二期600 MW超临界燃煤火力发电机组协调控制方案,分析了系统中机炉主控回路、给水控制回路的基本功能及组成,论述了给水控制系统中采用的锅炉修正热值及焓值的设计思路,并结合AGC投运效果对协调系统的主要优缺点进行了分析,提出了协调优化策略。
2024-01-13 22:33:38 358KB 协调控制 优化策略
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主要对台山电厂#6机组变负荷过程中响应速率较慢,主再热蒸汽温度波动比较大等原因进行分析和研究,并通过一定的控制策略对控制逻辑进行了一定的优化和控制。经过优化后,效果比较明显。通过对该控制策略进行总结建议,对同类型机组有一定的借鉴意义。
2024-01-13 22:31:21 1.64MB 前馈回路 逻辑优化
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随着间歇性电源(分布式风电、光伏)在中、低压配电网中渗透率的提高,多个微电网可能共存于一个区域配电网中,各微电网间能量互济与协调控制的微电网群技术开始引起广泛的关注。以微电网研究为基础,分析了微电网群的典型特征及拓扑结构。以微电网群功率波动为研究对象,建立了微电网群功率波动熵值的动态调度模型,采用量子粒子群优化算法进行求解实现优化控制。仿真结果验证了所提微电网群功率优化控制方法的正确性和有效性。
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为了实现三关节机械臂的轨迹跟踪控制,提出了一种变论域模糊控制方法,设计了一种不依赖被控对象精确数学模型的变论域模糊控制器。该控制器引入一种新的混合型伸缩因子,选择机械臂期望关节角度与实际关节角度的差值作为偏差,利用偏差和偏差的变化作为输入量来自动调整论域。运用MATLAB软件对采用该控制器的三关节机械臂轨迹跟踪控制进行仿真分析,并与采用指数型伸缩因子的变论域模糊控制器的仿真结果进行对比。结果表明,所设计的混合型伸缩因子的变论域模糊控制器在机械臂轨迹跟踪中的控制精度更高,稳态误差小,且响应速度快、无超调。
2022-11-18 16:13:42 955KB 伸缩因子 机械臂 三关节 轨迹跟踪
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加州大学Richard M. Murray教授等人由课程讲义编写的书稿,介绍了最优控制、滚动时域、随机系统、Kalman滤波等。
2022-09-07 16:51:09 1.1MB 最优控制 优化
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《交通信号控制优化服务解决方案》.pdf
2022-07-12 11:00:50 369KB 文档
人工智人-家居设计-后缘小翼智能旋翼振动主动控制优化算法研究.pdf
2022-07-11 19:05:37 2.12MB 人工智人-家居