列车运行控制速度曲线

—1—实验一：绘制列车限制速度曲线实验报告一．实验目标已知：列车在一段长1500米的试验线上运行。列车全长55米，最大牵引加速度为1.7m/s/s，最大制动减速度为1.5m/s/s，牵引切断延时6秒。列车运行起点在60米处，运行方向沿着里程增加的方向运行。安全要求如下：全线要求限速100公里每小时；试验时为保证安全，要求列车运行时不得超过1366米处。问题：请编程计算列车在线路上各点的安全运行速度（每隔一厘米计算一个速度点）。安全运行速度是指：为保证行车安全，当列车速度超过此速度值后，必须采取制动措施。本次实验的目标是生成一条速度曲线，对这条速度曲线有以下几点要求：1.全线速度不超过100公里每小时即27.78米每秒2.在1366米之前列车需减速到0二．实验过程本次问题的主要难点在速度曲线的生成。1.速度曲线的生成首先列车在得到减速指令时，有6s的牵引力切断延时，考虑最不利的情况，在得到减速指令时，列车处于加速阶段，加速度𝑎+=1.7𝑚𝑠2⁄，加速时间t=6s，则空走距离S𝑘𝑜𝑢=𝑉0𝑡+12𝑎+𝑡2…………………………………………………………①之后列车视为做匀减速直线运动，减速度𝑎−=1.5𝑚𝑠2⁄，初速度为𝑉0+𝑎+𝑡，—2—末速度为0，则刹车距离𝑆𝑠ℎ𝑎=(𝑉0+𝑎+𝑡)22𝑎−…………………………………………………………②根据要求，有S≥𝑆𝑘𝑜𝑢+𝑆𝑠ℎ𝑎其中S是列车距防护点的距离，取最不利情况即S=𝑆𝑘𝑜𝑢+𝑆𝑠ℎ𝑎………………………………………………………………③带入数据，根据①②③可得其防护速度𝑉0与当前列车距防护点距离S的关系式为𝑉0=−38.4+√691.2+12𝑆2当𝑉0≥27.78时，𝑉0=27.782.程序的编写使用matlab进行编程，算法流程如下图：—3—结束V(k)=VK+1开始当前距防护点位置S(k)速度是否大于全程限速Vt计算防护速度VV(k)=Vt全程计算结束限速计算函数：function[v]=xiansu(sz,s,vt)v=-19.2+0.5*sqrt(691.2+12*(sz-s));ifvvtv=vt;endifv=0v=0;end—4—end其中sz为防护点位置，s为当前列车位置，vt为列车限速，v为防护速度。主函数V=zeros(1,150001);%设置速度数组S=0:0.01:1500;%设置距离数组Vt=100/3.6;%设置最高限速Sz=1366;%设置防护点距离fork=1:150000%计算防护速度V(k)=xiansu(Sz,S(k),Vt);endVa=V*3.6;%速度转换为km/hSa=S/1000;%距离转换为kmplot(Sa,Va)%画图gridonxlabel('位置（km）')ylabel('速度（km/h）')title('列车速度防护曲线')axis([01.50120])V=V*100;%速度转换为cm/sS=S*100;%距离转换为cmT=[S;V];fileID=fopen('列车防护速度.txt','wt');—5—fprintf(fileID,'%.2f,%.2f\n',T);fclose(fileID);三．实验结果分析利用matlab画出的图像如下图所示：该图像在1366m之前速度就减为0，这是因为考虑在最不利情况下，速度为0时突然加速而产生的余量，此图像各种情况均视为最不利的情况，对列车的安全能够保证。