CN112550255A - 双比例积分控制器停车控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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CN112550255A CN202011499347.7A CN202011499347A CN112550255A CN 112550255 A CN112550255 A CN 112550255A CN 202011499347 A CN202011499347 A CN 202011499347A CN 112550255 A CN112550255 A CN 112550255A
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Abstract

本申请提供一种双比例积分控制器停车控制方法、装置、电子设备及存储介质，涉及制动控制技术领域。所述方法包括：获取参考制动速度曲线；通过第一比例积分控制模块，基于参考制动曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，第一比例积分控制模块用于处理一阶的速度控制；通过第二比例积分控制模块，基于第一输出结果获得第二输出结果，第二比例积分控制模块用于处理一阶的加速率或减速率控制；对第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线；通过列车自动驾驶系统，基于实际制动速度曲线对被控对象进行制动。该方法通过二阶PI的快速级位调整，解决了普通PI算法获得的速度值浮动较大的问题，将速度收敛于较小范围以内，提高了后续停车精确度。

Description

双比例积分控制器停车控制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及制动控制技术领域，具体而言，涉及一种双比例积分控制器停车控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在轨道交通/运输、工控领域，控制系统中具有自动控制列车按规定或需求启动、运行、停车的功能需求。自动控制列车一般是通过控制牵引/制动力的加速度或车轮的转速实现，表现为控制列车的牵引、惰行、制动等。
在上述领域的某些安全苛求系统，比如地铁系统，信号系统需要担负安全行驶的责任，就会对行驶安全做出种种限制，比如列车不能过冲移动授权终点、不能冲撞尽头车档等。因此信号系统在行驶控制时需要按照安全设计限制，实时对列车进行防护。
IEEE1474标准中规定如图1所示，其中S1为虚线与实线形成的三角形面积即制动过程列车经过的距离，实际速度与参考速度相等，基于物理学模型和信号、车辆、轨道黏着等最不利条件，信号在对列车行驶进行防护时，需要确保在紧急制动触发曲线(Emergencybrake trigger profile)前/紧急制动触发曲线时施加紧急制动，才能确保在最不利情况下列车能够安全的停在障碍物前。常见的障碍物包括：列车、区段边界、车档、道岔等等。
因此，在障碍物前一定距离，轨道列车自动控制系统会设计或实时计算一个停车点，作为停车的目标位置，并按安全限制要求在EB触发曲线下方计算一条目标曲线作为使列车运行停止在停车点的速度曲线，通过列车自动驾驶系统(Automatic TrainOperation，ATO)控制列车或显示给司机手动驾驶列车，沿目标速度曲线行驶，则会在保证安全的前提下，满足行驶过程不会因速度过高触发紧急制动、停准在停车点的可用性要求。
《城市轨道交通CBTC信号系统-ATO子系统规范》中规定：“ATO设备控制列车在停车点停车时，应采用一次连续制动模式制动至目标停车点，中途不得缓解，且在进站前不应有非线路限速要求的减速台阶。”
传统的控制方法是信号系统控制列车按照固定制动率的算法制动停车，因为紧急制动触发曲线本身不是一条固定制动率的曲线，因此采用常用制动率的停车制动算法时，实际的车速没有用足紧急制动触发曲线内的距离与速度，停车点设置在离障碍物较远时才能采用传统方式停准列车。采用传统的控制方法会造成轨道列车在离障碍物前停车的距离过远/过近，降低轨道交通系统的运行效率。尤其在《GB-50157地铁设计规范中规定：“折返线、故障列车停车线有效长度(不含车档长度)不应小于列车长度+50m”传统的控制方法往往无法满足该要求。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种双比例积分控制器停车控制方法、装置、电子设备及存储介质，以改善现有技术中存在的现有制动率的停车制动算法中实际车速无法紧贴紧急制动触发曲线内的距离与速度，造成轨道列车在离障碍物前停车的距离过远/过近，降低轨道交通系统的运行效率的问题。
本申请实施例提供了一种双比例积分控制器停车控制方法，所述方法包括：获取停车控制的参考制动速度曲线；通过第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，所述第一比例积分控制模块用于处理一阶的速度控制，以跟随一个不变的限速；通过第二比例积分控制模块，基于所述第一输出结果获得第二输出结果，所述第二比例积分控制模块用于处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率；对所述第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线；通过列车自动驾驶系统，基于所述实际制动速度曲线对被控对象进行制动。
在上述实现方式中，该方法通过二阶PI的快速级位调整，在制动介入阶段带来的制动效率提升，并且减少了PI计算的差值，更精准的切入到刹车曲线，在制动撤出阶段亦能更快速的缓解牵引力，有效率的解决了跟随固定限速值时带来的超调和欠调问题，同时解决了普通PI算法获得的速度值浮动较大的问题，在制动牵出阶段到最后刹车阶段将速度收敛于较小范围以内，提高了后续停车精确度。
可选地，所述获取停车控制的参考制动速度曲线，包括：在障碍物前预设距离时，通过所述列车自动驾驶系统确定停车目标位置；基于所述被控对象的当前速度和所述停车目标位置生成紧急制动触发曲线，将所述紧急制动触发曲线作为所述参考制动速度曲线。
在上述实现方式中，基于列车自动驾驶系统确定的停车目标位置从而生成紧急制动触发曲线作为参考制动速度曲线，提高了基于参考制动速度曲线生成的实际制动速度曲线的准确率和安全性。
可选地，所述第二比例积分控制模块包括第二比例积分控制器、被控对象传递函数和微分函数，所述通过第二比例积分控制模块，基于所述第一输出结果获得实际制动速度曲线，包括：通过所述第二比例积分控制器，基于所述第一输出结果和所述微分函数的微分结果的差获得第三输出结果；通过所述被控对象传递函数，基于所述第三输出结果输出所述第二输出结果；通过所述微分函数对所述第二输出结果进行微分，向所述比例积分控制器第二输出所述微分结果。
在上述实现方式中，通过第二比例积分控制模块在制动(Brakig)状态处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率值，并在第一比例积分控制模块的固定参考限速值的基础上，再叠加第二比例积分控制模块固定的加速度值或减速率值，实现二阶PI的快速级位调整，减少了PI计算的差值，更精准的切入到刹车曲线，亦能更快速的缓解牵引力，有效率的解决了跟随固定限速值时带来的超调和欠调问题。
可选地，所述通过第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，包括：通过所述第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度以及所述第二输出结果的差获得所述第一输出结果。
在上述实现方式中，通过第一比例积分控制模块处理一阶的速度控制，用于跟随一个不变的限速，在巡航(Cruising)、惰行(Coasting)、滑行(Creeping)和停止(Stopping)等状态实现精准的速度跟随，从而提高实际制动速度曲线与参考制动速度曲线的贴合度。
可选地，在所述通过列车自动驾驶系统，基于所述实际制动速度曲线对被控对象进行制动之前，所述方法还包括：在所述实际制动速度曲线和所述参考制动速度曲线重合时进行制动介入，以开始制动。
在上述实现方式中，通过实际制动速度曲线和参考制动速度曲线的重合确定制动介入时机，提高了制动精确度。
可选地，所述第一比例积分控制模块和所述第二比例积分控制模块的等效公式为：
Figure BDA0002842903160000041
Y(s)为所述第二输出结果，PI1为所述第一比例积分控制器，PI2为所述第二比例积分控制器，G为所述被控对象传递函数，D为所述微分函数，R(s)为所述参考制动速度。
在上述实现方式中，上述双PI控制算法的等效公式对于斜坡函数的响应也是收敛的，论是可控性还是对于斜坡函数的响应特性，上述双PI控制算法都具有更好的效果。
本申请实施例还提供了一种双比例积分控制器停车控制装置，所述装置包括：参考制动速度曲线获取模块，用于获取停车控制的参考制动速度曲线；第一比例积分处理模块，用于通过第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，所述第一比例积分控制模块用于处理一阶的速度控制，以跟随一个不变的限速；第二比例积分处理模块，用于通过第二比例积分控制模块，基于所述第一输出结果获得第二输出结果，所述第二比例积分控制模块用于处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率；实际制动速度曲线确定模块，用于对所述第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线；制动模块，用于通过列车自动驾驶系统，基于所述实际制动速度曲线对被控对象进行制动。
在上述实现方式中，该方法通过二阶PI的快速级位调整，在制动介入阶段带来的制动效率提升，并且减少了PI计算的差值，更精准的切入到刹车曲线，在制动撤出阶段亦能更快速的缓解牵引力，有效率的解决了跟随固定限速值时带来的超调和欠调问题，同时解决了普通PI算法获得的速度值浮动较大的问题，在制动牵出阶段到最后刹车阶段将速度收敛于较小范围以内，提高了后续停车精确度。
可选地，所述参考制动速度曲线获取模块具体用于：在障碍物前预设距离时，通过所述列车自动驾驶系统确定停车目标位置；基于所述被控对象的当前速度和所述停车目标位置生成紧急制动触发曲线，将所述紧急制动触发曲线作为所述参考制动速度曲线。
在上述实现方式中，基于列车自动驾驶系统确定的停车目标位置从而生成紧急制动触发曲线作为参考制动速度曲线，提高了基于参考制动速度曲线生成的实际制动速度曲线的准确率和安全性。
可选地，所述第二比例积分控制模块包括第二比例积分控制器、被控对象传递函数和微分函数，所述第二比例积分处理模块具体用于：通过所述第二比例积分控制器，基于所述第一输出结果和所述微分函数的微分结果的差获得第三输出结果；通过所述被控对象传递函数，基于所述第三输出结果输出所述第二输出结果；通过所述微分函数对所述第二输出结果进行微分，向所述比例积分控制器第二输出所述微分结果。
在上述实现方式中，通过第二比例积分控制模块在制动(Braking)状态处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率值，并在第一比例积分控制模块的固定参考限速值的基础上，再叠加第二比例积分控制模块固定的加速度值或减速率值，实现二阶PI的快速级位调整，减少了PI计算的差值，更精准的切入到刹车曲线，亦能更快速的缓解牵引力，有效率的解决了跟随固定限速值时带来的超调和欠调问题。
可选地，所述第一比例积分处理模块具体用于：通过所述第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度以及所述第二输出结果的差获得所述第一输出结果。
在上述实现方式中，通过第一比例积分控制模块处理一阶的速度控制，用于跟随一个不变的限速，在巡航(Cruising)、惰行(Coasting)、滑行(Creeping)和停止(Stopping)等状态实现精准的速度跟随，从而提高实际制动速度曲线与参考制动速度曲线的贴合度。
可选地，所述双比例积分控制器停车控制装置还包括：制动介入模块，用于在所述实际制动速度曲线和所述参考制动速度曲线重合时进行制动介入，以开始制动。
在上述实现方式中，通过实际制动速度曲线和参考制动速度曲线的重合确定制动介入时机，提高了制动精确度。
可选地，所述第一比例积分控制模块和所述第二比例积分控制模块的等效公式为：
Figure BDA0002842903160000061
Y(s)为所述第二输出结果，PI1为所述第一比例积分控制器，PI2为所述第二比例积分控制器，G为所述被控对象传递函数，D为所述微分函数，R(s)为所述参考制动速度。
在上述实现方式中，上述双PI控制算法的等效公式对于斜坡函数的响应也是收敛的，论是可控性还是对于斜坡函数的响应特性，上述双PI控制算法都具有更好的效果。
本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器读取并运行所述程序指令时，执行上述任一实现方式中的步骤。
本申请实施例还提供了一种可读取存储介质，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任一实现方式中的步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种现有的刹车速度时间控制曲线示意图。
图2为本申请实施例提供的一种现有技术中列车停车控制算法的原理示意图。
图3为现有技术PI控制算法下实际速度和参考速度的曲线示意图。
图4为本申请实施例提供的一种双比例积分控制器停车控制方法的流程示意图。
图5为本申请实施例提供的一种双比例积分控制器算法的原理示意图。
图6为本申请实施例提供的一种双比例积分控制器停车控制装置的模块示意图。
图标：20-双比例积分控制器停车控制装置；21-参考制动速度曲线获取模块；22-第一比例积分处理模块；23-第二比例积分处理模块；24-实际制动速度曲线确定模块；25-制动模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请要解决的技术问题是提供一种双比例积分控制器停车控制方法，在保证安全运行的前提下使轨道列车停车位置尽可能接近障碍物，从而达到节省停车线路设计长度，提高列车运行效率的目的。在控车部分，无疑把握刹车点是最为重要的，因为作为固定制动率的刹车方式，刹车时机的把握关系到能不能将列车，准确地停在目标停车点上。现有刹车速度时间控制曲线如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种现有的刹车速度时间控制曲线示意图。在通常情况下，希望列车的实际速度(V实际)就是参考速度(V参考)，如果在制动过程中列车的实际速度曲线能与参考速度曲线重合，那停车点的距离选择就是距离S1处，即在离目标停车点距离S1的刹车点(刹车点速度为V刹车点)处，就该进行制动了，其中S1为三角形面积，即制动过程列车所经过的路程。
现有的列车停车控制算法如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种现有技术中列车停车控制算法的原理示意图，其中，r(t)为参考速度值，y(t)为时域下的输出速度，K1为比例环节，G(s)为被控对象传递函数，D(s)为微分环节(或称微分函数)，PI2(s)为传统PI控制对应的传递函数。
由于考虑的是斜坡响应，普通的PI控制算法，并不能让列车的实际速度追上参考速度曲线，两者之差是发散的，vreal(t)-vreference(t)→∞(当t→∞时)，请参考图3，图3为现有技术PI控制算法下实际速度和参考速度的仿真曲线示意图，其中，Serror为参考速度曲线和实际速度曲线的误差距离，虚线为实际速度曲线，实线为参考速度曲线。
Serror面积的大小不可控，它与每次进入制动点的速度有关，也不好通过函数关系获得，于是需要额外的刹车距离不容易获得。不仅如此，由于实际控车过程中，VBrakinqPoint存在扰动需要加入噪声，将提高Serror的不确定性。
面对此算法的缺陷，工程中现有的解决办法是，将制动过程分为多阶段制动，以期望将|Vreal(t)-Vreference(t)|的值控制在小范围里面，而对于面积部分造成的位移误差通过选取合适的参考速度包络曲线来克服。这样虽然似乎能克服算法带来的不足，但是有以下两点不足：是要选择合适的包络曲线，或许可以用高斯曲线，但器参数需要以实验获得；二是，选定中间过程的惰行速度点，也是需要大量实验获得，这样就拖长了整个工程的调试时间，还加强了不确定性的因素。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种双比例积分控制器停车控制方法，请参考图4，图4为本申请实施例提供的一种双比例积分控制器停车控制方法的流程示意图。
步骤S11：获取停车控制的参考制动速度曲线。
可选地，上述参考制动速度曲线的具体获取方式可以如下：
步骤S111：在障碍物前预设距离时，通过列车自动驾驶系统确定停车目标位置。
其中，列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation，ATO)是指实现列车速度自动调整控制和车站程序定位停车控制的列车自动控制子系统，主要完成站间内动运行和定位置停车，并能接收控制中心指令，实现列车运行自动调整。适应列车高速、高密度运行的需要。ATO子系统的主要功能为：列车出发加速控制；定速运行控制；减速控制；运行模式控制；车站程序定位停车控制以及自动广播等。其可替代司机实现列车运行操作的自动化，从而减少司机的劳动强度，实现节能控制，提高运行效率，保证定位停车精度，改善乘车舒适度。
步骤S112：基于被控对象的当前速度和停车目标位置生成紧急制动触发曲线，将紧急制动触发曲线作为参考制动速度曲线。
对于紧急制动触发曲线，首先介绍列车自动保护系统(Automatic TrainProtection，ATP)，其为确保列车运行速度不超过目标速度的安全控制系统。它是列车自动控制(Automatic Train Control，ATC)系统的子系统，也是确保列车安全运行，实现超速防护的关键设备。该子系统通过设于轨旁的ATP地面设备，连续地向列车传送目标速度或目标距离等信息，以保持后续列车与先行列车之间的安全间隔距离，并监督列车车门和站台屏蔽门的开启和关闭的程序控制，确保它们的安全操作。ATP基于列车安全制动曲线进性列车运行速度的监控，安全制动曲线由紧急制动曲线和紧急制动触发曲线组成，紧急制动触发曲线是根据GEBR(Guaranteed EmergencyBrakie Rate)制动曲线计算出来。当列车速度超过紧急制动触发曲线时，列车开始制动，并是列车能够在安全制动曲线下制动运行。
步骤S12：通过第一比例积分控制模块，基于参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果。
具体地，通过第一比例积分控制模块，基于参考制动速度曲线中的参考制动速度以及第二输出结果的差获得第一输出结果，并将第一输出结果传输至第二比例积分控制模块。
其中，第二输出结果为后续第二比例积分控制模块的输出，为闭环控制的参数输入输出模式，本实施例后续部分第二比例积分控制模块将在后结果输入在前计算部分同理。
相较于现有技术中的停车控制算法，本实施例将其中的比例系数K1变为PI1项即第一比例积分控制器，第一比例积分控制模块通过第一比例积分控制器用于处理一阶的速度控制，以跟随一个不变的限速，运用场景为巡航(Cruising)、惰行(Coasting)、滑行(Creeping)和停止(Stopping)，实现精准的速度跟随，PI1的参考值应该是速度差值。
步骤S13：通过第二比例积分控制模块，基于第一输出结果获得第二输出结果。
具体地，通过第二比例积分控制器即PI2，基于第一输出结果和微分函数的微分结果的差获得第三输出结果；通过被控对象传递函数，基于第三输出结果输出第二输出结果；通过微分函数对第二输出结果进行微分，向比例积分控制器第二输出微分结果。
本实施例通过第二比例积分控制模块处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率。在PI1固定参考限速值的基础上，再叠加PI2固定的加速度值(比如，启动Startup、停车Stop)或减速率值(比如，制动介入Jerk In、制动撤出Jerk Out和制动转换Flare Out等)，实现二阶或多阶PI的快速级位调整，PI1和PI2在不同的控制状态下提供不同的权值。
具体地，针对第一比例积分控制模块和第二比例积分控制模块，请参考图5，图5为本申请实施例提供的一种双比例积分控制器算法的原理示意图，且两者的计算等效公式为：
Figure BDA0002842903160000111
Y(s)为第二输出结果，PI1为第一比例积分控制器，PI2为第二比例积分控制器，G为被控对象传递函数，D为微分函数，R(s)为参考制动速度。
下面对运用该双PI控制算法能够将速度误差收敛进行说明：
Figure BDA0002842903160000112
令
Figure BDA0002842903160000113
Figure BDA0002842903160000114
D＝kdS代入，得：
Figure BDA0002842903160000115
其中，E(s)为S域下的误差，R(s)为S域下的参考速度，Y(s)为S域下的输出速度，k1、k2为需要根据被控对象的特性进行调试获得的PI1的参数，k3、k4为需要根据被控对象的特性进行调试获得的PI2的参数，kd为根据系统适配的微分系数。
由于考虑斜坡响应
Figure BDA0002842903160000116
并以终值定理作为化简：
Figure BDA0002842903160000117
Figure BDA0002842903160000121
假设被控对象为二阶系统，可设：
Figure BDA0002842903160000122
其中，a0、a1、b0、b1、b2为被控对象系统参数，即列车的系统参数。
如果引入的PI参数(k3，k4)可以将控制对象的传递函数的不稳定极点抵消，可以做如下化简：
Figure BDA0002842903160000123
Figure BDA0002842903160000124
当s趋向于0时，上式的结果为：
Figure BDA0002842903160000125
于是可得：limt→∞e(t)＝0。
而对于没法知道被控对象不稳定极点的情况，根据相类似的方式，可以得到：当s趋向于0时，上式的结果为：
Figure BDA0002842903160000126
同理：limt→∞e(t)＝0。
因此，双PI控制算法对于斜坡函数的响应也是收敛的，然而根据仿真结果，可以发现，列车制动开始到速度为零的过程时间较短，并不能满足t趋向于较大值的情况。于是在列车降速过程中并不能追上参考速度，不过正是由于过程时间较短，Vreal(t)-Vreference(t)≈const＜＜1，可以将误差距离视作为平行四边形面积，这样每次的制动的刹车点距离误差就是NSerror(N为扩展系数，数值上等于开始刹车点的速度)，于是对于目标的刹车点的控制要多NSerror距离。可见，无论是可控性还是对于斜坡函数的响应特性，本实施例提供的双PI控制方法都较传统控制方式效果更好。
步骤S14：对第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线。
本实施例中第二输出结果为频域数据，将其转换为时域数据则获得实际制动速度曲线。
步骤S15：通过列车自动驾驶系统，基于实际制动速度曲线对被控对象进行制动。
可选地，本实施例可以在实际制动速度曲线和参考制动速度曲线重合时进行制动介入，以开始制动。
基于实际制动速度曲线对列车等被控对象进行制动，将该双PI算法体现到不同的控车阶段，并且重点突出Jerk In阶段带来的制动效率提升，并且减少了PI计算的差值，更精准的切入到刹车曲线；在Jerk Out阶段亦能更快速的缓解牵引力，有效率的解决了跟随固定限速值时带来的超调和欠调问题。考虑到双PI控制算法的应用场景，该方法不仅可以用到巡航(Cruising)、惰行(Coasting)、爬行(Creeping)阶段，普通PI算法也能够达到控制要求，更重要的是它解决了制动阶段(Braking)的难题。在实际问题中，在制动牵出阶段到最后刹车阶段，如果应用普通PI算法，得到的车的速度值的浮动较大，可能需要做特殊处理，然而，如果应用上述基于双PI控制算法的双比例积分控制器停车控制方法，被控对象的速度将收敛于一个较小的范围以内，利于最后的刹车，从而提高停车精确度，达到节省停车线路设计长度，提高列车运行效率的目的，在不降低列车运营效率的同时还能降低列车轨道建设成本。
为了配合本申请提供的上述双比例积分控制器停车控制方法，本申请实施例还提供了一种双比例积分控制器停车控制装置20。
请参考图6，图6为本申请实施例提供的一种双比例积分控制器停车控制装置的模块示意图。
双比例积分控制器停车控制装置20包括：
参考制动速度曲线获取模块21，用于获取停车控制的参考制动速度曲线；
第一比例积分处理模块22，用于通过第一比例积分控制模块，基于参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，第一比例积分控制模块用于处理一阶的速度控制，以跟随一个不变的限速；
第二比例积分处理模块23，用于通过第二比例积分控制模块，基于第一输出结果获得第二输出结果，第二比例积分控制模块用于处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率；
实际制动速度曲线确定模块24，用于对第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线；
制动模块25，用于通过列车自动驾驶系统，基于实际制动速度曲线对被控对象进行制动。
可选地，参考制动速度曲线获取模块21具体用于：在障碍物前预设距离时，通过列车自动驾驶系统确定停车目标位置；基于被控对象的当前速度和停车目标位置生成紧急制动触发曲线，将紧急制动触发曲线作为参考制动速度曲线。
可选地，第二比例积分控制模块包括第二比例积分控制器、被控对象传递函数和微分函数，第二比例积分处理模块23具体用于：通过第二比例积分控制器，基于第一输出结果和微分函数的微分结果的差获得第三输出结果；通过被控对象传递函数，基于第三输出结果输出第二输出结果；通过微分函数对第二输出结果进行微分，向比例积分控制器第二输出微分结果。
可选地，第一比例积分处理模块22具体用于：通过第一比例积分控制模块，基于参考制动速度曲线中的参考制动速度以及第二输出结果的差获得第一输出结果。
可选地，双比例积分控制器停车控制装置20还包括：制动介入模块，用于在实际制动速度曲线和参考制动速度曲线重合时进行制动介入，以开始制动。
可选地，第一比例积分控制模块和第二比例积分控制模块的等效公式为：
Figure BDA0002842903160000141
Y(s)为第二输出结果，PI1为第一比例积分控制器，PI2为第二比例积分控制器，G为被控对象传递函数，D为微分函数，R(s)为参考制动速度。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器读取并运行所述程序指令时，执行本实施例提供的双比例积分控制器停车控制方法中任一项所述方法中的步骤。
应当理解是，该电子设备可以是个人电脑(Personal Computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等具有逻辑计算功能的电子设备，例如运行ATO的电子设备。
本申请实施例还提供了一种可读取存储介质，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行双比例积分控制器停车控制方法中的步骤。
综上所述，本申请实施例提供了一种双比例积分控制器停车控制方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取停车控制的参考制动速度曲线；通过第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，所述第一比例积分控制模块用于处理一阶的速度控制，以跟随一个不变的限速；通过第二比例积分控制模块，基于所述第一输出结果获得第二输出结果，所述第二比例积分控制模块用于处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率；对所述第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线；通过列车自动驾驶系统，基于所述实际制动速度曲线对被控对象进行制动。
在上述实现方式中，该方法通过二阶PI的快速级位调整，在制动介入阶段带来的制动效率提升，并且减少了PI计算的差值，更精准的切入到刹车曲线，在制动撤出阶段亦能更快速的缓解牵引力，有效率的解决了跟随固定限速值时带来的超调和欠调问题，同时解决了普通PI算法获得的速度值浮动较大的问题，在制动牵出阶段到最后刹车阶段将速度收敛于较小范围以内，提高了后续停车精确度。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的框图显示了根据本申请的多个实施例的设备的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图中的每个方框、以及框图的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。因此本实施例还提供了一种可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行区块数据存储方法中任一项所述方法中的步骤。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RanDom Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种双比例积分控制器停车控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取停车控制的参考制动速度曲线；
通过第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，所述第一比例积分控制模块用于处理一阶的速度控制，以跟随一个不变的限速；
通过第二比例积分控制模块，基于所述第一输出结果获得第二输出结果，所述第二比例积分控制模块用于处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率；
对所述第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线；
通过列车自动驾驶系统，基于所述实际制动速度曲线对被控对象进行制动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取停车控制的参考制动速度曲线，包括：
在障碍物前预设距离时，通过所述列车自动驾驶系统确定停车目标位置；
基于所述被控对象的当前速度和所述停车目标位置生成紧急制动触发曲线，将所述紧急制动触发曲线作为所述参考制动速度曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二比例积分控制模块包括第二比例积分控制器、被控对象传递函数和微分函数，所述通过第二比例积分控制模块，基于所述第一输出结果获得实际制动速度曲线，包括：
通过所述第二比例积分控制器，基于所述第一输出结果和所述微分函数的微分结果的差获得第三输出结果；
通过所述被控对象传递函数，基于所述第三输出结果输出所述第二输出结果；
通过所述微分函数对所述第二输出结果进行微分，向所述比例积分控制器第二输出所述微分结果。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，包括：
通过所述第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度以及所述第二输出结果的差获得所述第一输出结果。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过列车自动驾驶系统，基于所述实际制动速度曲线对被控对象进行制动之前，所述方法还包括：
在所述实际制动速度曲线和所述参考制动速度曲线重合时进行制动介入，以开始制动。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一比例积分控制模块和所述第二比例积分控制模块的等效公式为：
Figure FDA0002842903150000021
Figure FDA0002842903150000022
Y(s)为第二输出结果，PI1为第一比例积分控制器，PI2为第二比例积分控制器，G为被控对象传递函数，D为微分函数，R(s)为参考制动速度。
7.一种双比例积分控制器停车控制装置，其特征在于，所述装置包括：
参考制动速度曲线获取模块，用于获取停车控制的参考制动速度曲线；
第一比例积分处理模块，用于通过第一比例积分控制模块，基于所述参考制动速度曲线中的参考制动速度获得第一输出结果，所述第一比例积分控制模块用于处理一阶的速度控制，以跟随一个不变的限速；
第二比例积分处理模块，用于通过第二比例积分控制模块，基于所述第一输出结果获得第二输出结果，所述第二比例积分控制模块用于处理一阶的加速率或减速率控制，以跟随一个不变的制动率或者加速率；
实际制动速度曲线确定模块，用于对所述第二输出结果进行时域转换获得实际制动速度曲线；
制动模块，用于通过列车自动驾驶系统，基于所述实际制动速度曲线对被控对象进行制动。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器运行所述程序指令时，执行权利要求1-6中任一项所述方法中的步骤。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器运行时，执行权利要求1-6任一项所述方法中的步骤。
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