[发明专利]一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统及仿真方法

说明书

本发明是一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统及仿真方法，其中仿真系统包括轨道交通控制系统、仿真控制器、牵引制动系统、扰动系统、动力融合系统、负载及速度传感器；轨道交通控制系统完成轨道交通自动驾驶控制算法计算，并将力矩指令传输给仿真控制器；仿真控制器依据力矩指令和列车速度完成牵引制动的仿真计算，并将计算结果传输给牵引制动系统，同时仿真控制器依据列车速度、列车位置、线路信息等进行列车运行扰动计算，并将计算结果扰动系统；牵引制动系统和扰动系统经过动力融合后带动负载和速度传感器一起转动，完成轨道交通自动驾驶控制算法仿真。动力融合采用机械融合，设计贴近实际系统的仿真模型，提高控制算法的仿真精度。

技术领域

本发明是涉及轨道交通仿真技术领域，具体的说是一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统及仿真方法。

背景技术

城市轨道交通已成为中大型城市的主要交通工具，乘座的的舒适度、安全性是轨道交通控制系统的主要控制需求，适用的自动驾驶控制算法研究受到越来越广泛的重视。

轨道交通系统牵引制动系统是轨道交通控制系统的执行部件，驱动轨道交通车辆的运行，由于包括轨道交通控制系统现场调试时间、调试运行成本及安全性等相关因素，轨道交通自动驾驶控制算法调试难以在现场进行长时间调试，为解决上述问题，建立轨道交通自动驾驶控制算法仿真平台是必要的。

影响轨道交通自动驾驶的控制算法的研究主要存在三个要素，即轨道交通的电牵引制动特性、惯性负载、扰动负载(包括基本阻力、坡道、空气制动等)，轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统能够尽可能模拟实际系统。目前常用的两种方法，一种是依据轨道交通牵引制动特性，采用纯软件模式建立仿真模型，进行控制算法仿真，这种方法最为简单，容易实现，不足之处在于，由于模型可能与实际牵引制动系统的电机控制特性存在较大差别，仿真效果存在不足。另外一种如中国专利申请号：CN201610865160.1，申请日：2016年09月29日，专利名称为：城市轨道交通车载牵引制动控制器系统及其工作方法，该发明公开了一种城市轨道交通车载牵引制动控制器系统及其工作方法，能够进行列车运行模拟仿真模块根据初始参数获取列车的牵引制动力信息、线路信息以及列车属性，进行动力学运算确定列车当前时刻的加速度和速度，并对列车进行故障模拟计算等。该发明将轨道交通控制器的加速度指令在考虑牵引制动模型的基础上，最终计算成速度指令，控制电机转动，电机带动速度传感器转动，作为轨道交通控制系统的反馈。相比较第一种方法，这种方法带动速度传感器转动，更接近实际特性。

第二种方法虽然能够通过电机驱动带动传感器的转动，实现轨道交通自动驾驶的闭环仿真，实际通过理论计算速度，与实际系统特性仿真依然存在较大差别，为更接近实际系统仿真，进行自动驾驶控制算法的研究，同时为实际自动驾驶的控制算法初步调试提供条件，设计更接近实际系统的轨道交通控制算法仿真系统。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统及仿真方法，能够实现轨道交通自动驾驶控制算法提供较为贴合实际系统的仿真模型，提高控制研究及实际系统的调试效率，解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轨道交通自动驾驶控制算法仿真系统，其特征在于：包括轨道交通控制系统、仿真控制器、牵引制动系统、扰动系统、动力融合系统、负载及速度传感器；

所述的轨道交通控制系统用于完成轨道交通自动驾驶控制算法计算，并将力矩指令传输给仿真控制器；

所述的仿真控制器分别与牵引制动系统、扰动系统双向信号连接，所述的仿真控制器用于完成牵引制动的仿真计算和扰动计算，并分别将牵引制动的仿真计算和扰动计算的计算结果分别输送给牵引控制系统和扰动系统；

所述的牵引控制系统和扰动系统输出的动力经过动力融合系统后带动负载转动，所述的速度传感器固定安装在负载上，所说的速度传感器与负载同步转动；