【摘 要】
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随着我国社会经济的不断增长,城市交通问题日益严峻,建设城市轨道交通系统是解决该问题最为有效的办法。列车自动运行系统(ATO)是城市轨道交通系统中至关重要的控制系统之一
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随着我国社会经济的不断增长,城市交通问题日益严峻,建设城市轨道交通系统是解决该问题最为有效的办法。列车自动运行系统(ATO)是城市轨道交通系统中至关重要的控制系统之一。随着城市轨道交通的速度不断提高,人工驾驶早已不能满足其要求。研究轨道交通学者的关注焦点逐渐向如何采用现代计算机技术去控制列车实现平稳、准时、安全、节能驾驶的方向发展。本文以央企重点实验室——城市轨道交通通信与行车控制平台为依托,参考CBTC系统中的车载ATO技术标准,在实验室环境下设计一款车载ATO仿真模型。其主要目的在于:搭建一个车载计算机实物仿真平台,结合我校地铁仿真实验室的建设,对车载ATO系统进行研究与学习,为地铁行业培养现代化的技术人才。本论文主要分析了国内外列车自动运行系统的研究现状,给出了对ATO系统的研究过程,介绍了ATO系统的结构、功能和工作原理;在控制算法方面,分别介绍了经典PID与模糊PID控制方法,并在二阶列车模型上利用MATLAB/simulink仿真软件对ATO系统进行了仿真,通过仿真结果的比较,发现模糊PID控制基本解决了传统PID控制在ATO系统中出现的问题;在硬件方面,选用了STM32F103CBT6作为车载计算机的主控制芯片,并对其功能电路做了相关设计;在软件方面,设计了分阶段制动算法,将uC/OS-III操作系统移植在主控芯片上,并采用查表法将模糊PID控制应用到实际中,同时利用Microsoft Visual Studio 2013开发平台设计了友好的人机界面,经最后的联调,列车能够按照运行曲线自动驾驶,实现了ATO系统的主要功能。
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