Моделі та методи автоматизованого керування рухом поїзда на основі адаптивної корекції швидкості

Abstract

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.13.03 – системи та процеси керування. – Національний технічний університет "ХПІ" , Харків, 2016 р. Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі забезпечення необхідних характеристик процесу керування рухом поїзда на основі адаптивної корекції його швидкості з урахуванням нестаціонарних його характеристик та перешкод. Проведено аналіз систем автоматизованого керування швидкістю руху поїзда. Визначено мінімальну кількість термів для гарантованої точності й необхідного графіка руху поїзда й аналіз підходів до розв'язання завдання автоведення поїзда; обґрунтовано необхідність застосування мереж Петрі з новими функціональними переходами для автоматизованих систем керування швидкістю руху поїзда; розроблено адаптивний регулятор керування швидкістю поїзда в умовах впливу перешкод і експериментально досліджено адаптивний регулятор. Синтезовано структуру адаптивного фільтра та регулятора, що забезпечує фільтрацію вхідного сигналу x(t), залежно від поточного співвідношення сигнал – перешкода, що дозволило в 4 рази скоротити затягування перехідного процесу системи керування за наявності перешкод. Цей пристрій, порівняно з відомими, має додатковий параметричний вихід, на якому виділяється ідентифікований сигнал, дорівнює поточному співвідношенню сигнал/перешкода і який використовується для додаткового настроювання регулятора за змінення коефіцієнта адаптації. У процесі адаптації відбувається перебудова параметрів настроювання фільтрів і регуляторів у широкому діапазоні їхнього змінювання.Dissertation for the degree of candidate of technical Sciences on profession 05.13.03 – management systems and processes – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2016. The thesis solves the scientific-and-practical tasks of providing with the required performance for train movement control process based on the adaptive adjustment of its speed with allowance for its non-stationary data and obstacles. Made was the analysis of train movement speed control systems. Defined was the minimum number of therms for a guaranteed accuracy and a required schedule of train movements, made was the analysis of approaches for automated train operation; ground was given to the necessity of using Petri nets with new functional branches for automated train speed control systems; developed was the adaptive regulator of train speed control under the interference effect. The adaptive regulator was put to a pilot study. Synthesized was the architecture of the adaptive filter and regulator ensuring the input signal x(t) to be filtered depending on the current signal/noise ratio, which results in fourfold reducing the transition delay of the control system under a semiconductor converter interference. In comparison with the known ones, this device has an extra parametric output for an identified signal extraction, which is equal to a current signal/noise ratio and usable for an additional regulator adjustment when changing the adaptation factor. While adapting, the data resetting of filter and regulator adjustment in a wide band of its change takes place.