王红红

通号国际控股有限公司系统技术处，中国·北京 100070

1 引言

在 ATO 精确停车算法的研究中，模糊控制、专家控制系统和滑模控制等算法各自均可以实现一定的停车目的，但最终效果都不是很理想。这主要是因为在制动过程中，影响车辆运动状态的轮胎力表现出很强的非线性特性并导致系统的非线性，而变结构控制正是用来实现线性和非线性系统鲁棒控制的方法，其中滑模控制在这种情况下具有理想的鲁棒性，因为它和系统的摄动性与外干扰无关。因此，通过滑模控制算法来实现精确停车逐渐成为趋势。

论文将通过对在 ATO 发展过程中相继出现的几种控制算法的优缺点进行比较和分析，逐步建立一种基于滑模控制算法、结合 PID 校正器和史密斯预估器来实现 ATO 精确停车的控制模型。

2 ATO 控制算法的优劣对比

PID 校正器[1]是将设定值与输出值的偏差按比例、积分和微分进行控制的一种线性调节器。这种控制方法要事先设定模型的准确参数，然而列车设备包括制动系统等容易出现磨损和老化，这使得模型参数呈现动态变化[2]。因为它依赖于工厂模型，所以它对真实参数的变化和扰动是敏感的，如对电动和负载的惯性变化。

模糊控制[3]是用机器来模拟经验丰富的司机进行驾驶，通过质变或模糊知识来达到良好的控制结果。但对延时大的系统，模糊控制有一定的缺点，这时可通过引进预测控制[4]来解决，它通过估计下一时刻的安全度、舒适度、运行速度、停车精度、运行时间、节能等指标，选择决定要实施的控制量。……