19958

۱۹۹۵۸

طراحي و شبيه سازي توقف اتوماتيك قطار در يك سيستم مونوريل بر اساس استراتژي كنترل فازي

كارشناسي ارشد

مهندسي كنترل و علائم

93-95

۱۳۹۶/۱۲/۲۱

دكتر بهمن قرباني واقعي

راه آهن

سيستم¬هاي حمل¬ونقل ريلي جديد كه مونوريل نيز بخشي از آن مي¬باشد به سوي بهره¬برداري تمام اتوماتيك حركت مي¬كند، در اين بين سيستم توقف اتوماتيك قطار نقش مهمي را ايفا مي¬كند. اين سيستم در شرايطي خاص مانند بي¬توجهي اپراتور قطار، زمين¬لرزه، ريل قطع شده، عدم توقف با وجود سيگنال توقف، قطار را متوقف مي¬كند. در اين پايان¬نامه به كاربرد كنترل فازي در طراحي و شبيه¬سازي سيستم توقف اتوماتيك قطار مونوريل پرداخته شده است. كنترل فازي براي سيستم¬هايي كه داراي ديناميك غيرخطي مي¬باشند، مورد استفاده قرار مي¬گيرد و باعث نرم كار كردن ترمز در سيستم توقف اتوماتيك قطار مي¬شود. كنترل فازي در سيستم توقف اتوماتيك قطار بر اساس سرعت قطار و فاصله قطار تا نقطه توقف طراحي شده است. هدف اين پايان¬نامه به كارگيري منطق كنترل فازي در سيستم توقف اتوماتيك قطار در يك سيستم مونوريل به¬منظور افزايش راحتي سفر با حفظ شرايط تحقق فوق مي¬باشد. بدين منظور، ورودي راحتي مسافر در كنار ورودي¬هاي سرعت قطار و فاصله تا نقطه توقف براي كنترل-كننده فازي تعريف شده و نيروي ترمز اعمالي به سيستم قطار، به عنوان خروجي كنترل¬كننده فازي تعريف شده است. سپس قوانين فازي جديد با توجه به خروجي مناسب بر اساس مدل ديناميكي قطار مونوريل استخراج شده است. در كنترل¬كننده فازي طراحي شده از موتور استنتاج كمينه با استلزام كمينه ممداني و فازي ساز منفرد و غير فازي ساز ميانگين مراكز استفاده شده است. در ادامه سيستم توقف اتوماتيك قطار با قوانين فازي نهايي با در نظر گرفتن پارامترهاي يك سيستم مونوريل، ملاحظات عملياتي و نامعيني¬ها مانند تغييرات جرم، شيب و فراز خط، تغييرات ضريب اصطكاك، تاثيرات نويز ناشي از سنسورها، اغتشاش خروجي و تغييرات پروفايل سرعت، طراحي و شبيه¬سازي شده و نتايج مطلوب حاصل شده است و تغييرات سرعت، دقت فاصله تا نقطه توقف، نيروي ترمز خروجي و شوك وارد شده به مسافران كه نشان¬دهنده ميزان راحتي مسافران است به كمك شبيه-سازي، تحليل گرديده و عملكرد صحيح طراحي نشان¬داده شده است. واژه¬هاي كليدي: مونوريل – توقف اتوماتيك قطار – كنترل فازي

1397/10/28

Design and simulation of automatic train stop in a monorail system based on the fuzzy control strategy

3/20/2019 12:00:00 AM

Monorail as a part of the recent rail transportation systems is moving towards a fully automatic utilization. The automatic train stop (ATS) system is playing an important role for this purpose. The ATS system in specific situations and circumstances such as inadvertence of the train operator, earthquake, disconnected rail road and non-stopping train despite of the stop signal, will stop the train. The application of fuzzy control in design and simulation of the monorail automatic train stop system have been investigated in this thesis. the fuzzy control is used for systems with nonlinear dynamic that cause smooth work of the breaks in automatic train stop (ATS). fuzzy control in the automatic train stop system is designed based on the speed of the train and the distance of it to the stop point. In this thesis, fuzzy control in the ATS system of the monorail is designed to increase the passenger comfort. For this purpose, passenger comfort besides the speed of the train and the distance of it to the stop point as the fuzzy controller inputs and the applied breaks force to the train system as the fuzzy controller output, is defined. Based on the monorail train's dynamic model, new fuzzy laws duo to the appropriate output are extracted by the extraction of the train's dynamic model. In the fuzzy controller designed the minimum inference engine with the use of mamdani minimum and singleton fuzzifier and center average difuzzifier are used. In the following, ATS system that modified by consideration of the parameters of a rail system, operational considerations and the operational parameters such as changes of speed, distance accuracy to the stop point, the output breaks force and the applied jerk to the passengers that shows the passengers comfort is analyzed and the effect of the noises of the sensors and the output stir, mass change and the downward and upward of the line and speed profile changes is investigated on the system and the design accurate operation has been shown. Keywords : monorail, automatic train stop, fuzzy control.