کنترل بهینه نیروی ترمز قطار جهت حداقل سازی فاصله توقف و پد مصرفی با درنظر گیری راحتی مسافر

کنترل بهینه بر اساس سرعت قطار و فاصله قطار تا نقطه توقف طراحی شده است، تا ضمن افزایش ایمنی، با دقت مناسب قطار متوقف شود. یک رویکرد مناسب جهت کاهش فاصله ترمز این است که حداکثر نیروی چسبندگی بین چرخ و ریل فراهم گردد. این بحث نیازمند توجه بدین اصل است که ضریب چسبندگی به ازای نرخ های متفاوت لغزش مقادیر متفاوتی به خود می گیرد. در کنار این موضوع میزان پد مصرفی ترمز نیز یکی از هزینه های ملموس مربوط به ناوگان ریلی می باشد که کاهش آن تاثیر چشم گیری در هزینه های نگه داری خواهد داشت. از طرفی راحتی مسافر در قطار های مسافری از پارامتر های مهم در بحث چگونگی انجام عملیات ترمز می باشد. در این مقاله برای اولین بار کنترل بهینه ای جهت کاهش فاصله توقف در کنار کاهش تابعی تحت عنوان پد ترمز مصرفی و میزان شک 4وارد به مسافر ارائه می گردد. مسئله کنترل بهینه در ابتدا با توابع مرتبط ارائه می گردد و در نهایت توسط اصل مینیمم سازی پونتریاگین حل می گردد. کنترل بهینه ی محاسبه شده در بخش شبیه سازی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده توانمندی عملکرد کنترل بهینه ی ارائه شده می باشد.

optimal control of train braking force to minimize braking distance and pad wear, considering passenger comfort

optimal control is designed based on train speed and train distance to the stopping point, to increase safety as well as appropriate accuracy. a good approach to reduce the braking distance is to provide maximum traction between the wheel and the rail. it is remarkable that the adhesion coefficient takes different values at different slipping rates. in addition, the brake pad wear and passenger comfort are other important factors in the performance of the braking operation. in this paper, for the first time, optimal control is provided to reduce the braking distance along with a functional reduction as the consumption brake pad and the applied jerk to the passengers. the problem of optimal control is first presented with related functions and finally solved by the principle of pontryagin minimization. the proposed optimal control is examined in the simulation section. the simulation results indicate the capability of the proposed optimal control.