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多高速列车运行的分布式最优控制:交替方向乘数法。 (英语) Zbl 1430.93064号

小结:本研究系统地研究了多个高速列车运行的分布式最优控制,以克服通信约束,实现高效的速度控制。构建了一个动态多列车运动模型,以捕捉列车在实际运行中的动态演变。利用相邻列车间安全距离间隔的耦合约束,提出了一个优化控制问题,以提高每列车的速度和距离跟踪精度,降低能耗。基于双重分解技术,每列列车被视为一个配有本地控制器的子系统,而一个集中实体通过与耦合约束相关的价格来管理子系统。在交替方向乘法器方法和模型预测控制方法的框架内,设计了一种基于分布式消息传递机制的新型分布式最优控制算法。该算法将原来复杂的最优控制问题分解为多个较小的最优控制,这些最优控制问题可以并行计算,满足实时控制要求。通过数值算例说明了所提出的列车控制模型和方法的有效性。

MSC公司:

93B45码 模型预测控制
49N90型 最优控制和微分对策的应用
93立方厘米 控制理论中的应用模型
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Albrecht,A.R。;豪利特,P.G。;Pudney,P.J。;Xuan,V.,《列车节能控制:从局部凸性到全局优化和唯一性》,Automatica,49,10,3072-3078(2013)·Zbl 1315.49017号
[2] 新南威尔士州艾巴特。;王,Z。;Lin,T。;Ma,S.,复合凸一致优化的分布式线性化交替方向乘数法,IEEE自动控制汇刊,63,1,5-20(2018)·Zbl 1390.90420号
[3] 博伊德,S。;北卡罗来纳州帕里赫。;朱,E。;佩莱托,B。;Eckstein,J.,《通过交替方向乘数法进行分布式优化和统计学习》,《机器学习的基础和趋势》,3,1,1-122(2011)·Zbl 1229.90122号
[4] Cristofaro,A.,通过无限维滑模对拟线性反应扩散方程的鲁棒分布式控制,Automatica,104165-172(2019)·Zbl 1415.93073号
[5] 董,H。;宁,B。;蔡,B。;Hou,Z.,高速铁路列车自动控制系统开发与仿真,IEEE电路与系统杂志,10,2,6-18(2010)
[6] Foderaro,G。;法拉利,S。;Wettergren,T.A.,多智能体轨迹优化的分布式最优控制,Automatica,50,1,149-154(2014)·Zbl 1298.93022号
[7] Howlett,P.,《列车控制的最佳策略》,Automatica,32,4,519-532(1996)·Zbl 0848.93041号
[8] Howlett,P.G。;Pudney,P.J。;Vu,X.,最优列车控制中的局部能量最小化,Automatica,45,11,2692-2698(2009)·Zbl 1180.49043号
[9] Keviczky,T。;博雷利,F。;Balas,G.J.,大型动态解耦系统的分散滚动时域控制,Automatica,42,12,2105-2115(2006)·Zbl 1104.93038号
[10] Khmelnitsky,E.,关于列车运行的最优控制问题,IEEE自动控制汇刊,45,7,1257-1266(2000)·Zbl 0972.49026号
[11] 李,S。;Yang,L.等人。;Gao,Z.,基于多智能体模型的高速列车运行协调巡航控制,交通研究C部分(新兴技术),56,281-292(2015)
[12] 李,S。;Yang,L.等人。;Gao,Z.,具有输入饱和的多高速列车自适应协调控制,非线性动力学,83,4,2157-2169(2016)·Zbl 1353.93062号
[13] 李,S。;Yang,L.等人。;李凯。;Gao,Z.,高速列车鲁棒采样巡航控制调度,交通研究C部分(新兴技术),46,274-283(2014)
[14] 刘瑞瑞。;Golovitcher,I.M.,《轨道车辆的节能运行》,《交通研究》,A部分(政策和实践),第37、10、917-932页(2003年)
[15] 莫罗桑,P.D。;布尔代斯,R。;杜穆尔,D。;Buisson,J.,基于弯曲分解的分布式MPC策略应用于多源多区域温度调节,过程控制杂志,21,5,729-737(2011)
[16] 诺扎里,C。;加西亚,E。;Cortés,J.,《多智能体共识网络系统的事件触发通信和控制》,Automatica,105,1-27(2019)·Zbl 1429.93339号
[17] Ren,W。;Sorensen,N.,《多机器人编队控制的分布式协调体系结构》,机器人与自治系统,56,4,324-333(2008)·Zbl 1291.93213号
[18] A.理查兹。;How,J.P.,鲁棒分布式模型预测控制,国际控制杂志,80,9,1517-1531(2007)·兹比尔1194.93195
[19] Scattolini,R.,《分布式和分层模型预测控制的体系结构——综述》,《过程控制杂志》,19,5,723-731(2009)
[20] 宋,Q。;Song,Y。;Tang,T。;Ning,B.,《牵引/制动饱和高速列车的计算廉价跟踪控制》,IEEE智能运输系统汇刊,12,4,1116-1125(2011)
[21] 苏,S。;Tang,T。;Roberts,C.,节能的协同列车控制模型,IEEE智能交通系统汇刊,16,22622-631(2015)
[22] 特罗登,P。;Richards,A.,耦合约束线性系统的合作分布式MPC,Automatica,49,2,479-487(2013)·Zbl 1259.93014号
[23] Venkat,A。;Hiskens,I。;罗林斯,J。;Wright,S.,《分布式MPC策略及其在电力系统自动发电控制中的应用》,IEEE控制系统技术汇刊,16,6,1192-1206(2008)
[24] Wakasa,Y.、Arakawa,M.、Tanaka,K.和Akashi,T.(2008)。基于双重分解的分散模型预测控制。2008年IEEE会议:决策与控制(第381-386页)。
[25] 王,C。;Ong,C.J.,具有耦合成本的动态解耦系统的分布式模型预测控制,Automatica,46,12,2053-2058(2010)·Zbl 1205.93132号
[26] 严,X。;蔡,B。;宁,B。;上官,W.,多个高速列车运行节能轨迹规划的在线分布式协同模型预测控制,交通研究C部分(新兴技术),69,60-78(2016)
[27] 杨,C.D。;孙永平,高速列车混合(H_2/H_infty)巡航控制器设计,国际控制杂志,74,9,905-920(2001)·Zbl 1039.93020号
[28] 周,Y。;胡,H。;刘,S。;Ding,Z.,多机器人系统鲁棒控制的分布式方法,Automatica,98,1-13(2018)·Zbl 1406.93224号
[29] 朱,M。;Martinez,S.,关于不等式和等式约束下的分布式凸优化,IEEE自动控制汇刊,57,1511-164(2011)·Zbl 1369.90129号
[30] 转,X。;Xia,X.,重载列车控制中测量输出反馈的速度调节,Automatica,44,1,242-247(2008)·Zbl 1138.93389号
[31] 邹毅。;苏,X。;李,S。;牛,Y。;Li,D.,多智能体系统异步协调的事件触发分布式预测控制,Automatica,99,92-98(2019)·Zbl 1406.93047号
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