AbstractsPhysics

Construction of the Optimal Control Strategy for an Electric-Powered Train

by Pavel Pokorný




Institution: Brno University of Technology
Department:
Year: 0
Keywords: Časově-energeticky optimální řízení vlaku; Optimální strategie řízení; Pontrjaginův princip; Kritický parametr; Nelineární parametrická optimalizace; Přepínací okamžiky; Odporová funkce; Rychlostní profil; Time-energy efficient train control; Optimal driving strategy; Pontryagin principle; Critical parameter; Non-linear parametric optimization; Switching times; Resistance function; Speed profile
Record ID: 1097348
Full text PDF: http://hdl.handle.net/11012/7683


Abstract

Předložená disertační práce se zabývá popisem charakteru optimální strategie řízení pro elektrický vlak a výpočtem přepínacích okamžiků mezi jednotlivými optimálními jízdními režimy pro standardní typy odporové funkce. S využitím Pontrjaginova principu a souvisejících nástrojů teorie optimálního řízení odvodíme optimální strategii řízení a rovnice pro výpočet přepínacích okamžiků včetně odpovídajících rychlostních profilů. Kromě základního tvaru úlohy o energeticky optimální jízdě vlaku budeme uvažovat i její modifikace zahrnující globální rychlostní omezení, sklon trati i časově-energeticky optimální řízení vlaku. Navíc uvedeme i analýzu řešení s využitím teorie nelineární parametrické optimalizace. Důraz je kladen na exaktní tvar řešení s minimálním využitím numerických metod.; This thesis deals with the description of the nature of optimal driving strategy for an electric-powered train as well as the calculation of switching times of optimal driving regimes for standard types of resistance function. We apply the Pontryagin principle and related tools of optimal control theory to develop the optimal driving strategy and to derive equations for computation of switching times and the corresponding speed profiles. Besides the basic form of the energy efficient train control problem we consider also its modifications including the global speed constraint, track gradient as well as time-energy efficient train control. Moreover, we analyse also the solution with use of the theory of nonlinear parametric programming. The emphasize is put on exact forms of solutions with a minimal use of numerical methods.