第3章 单点信号控制汇总
三四章总结铁路信号基础
第二十一页，编辑于星期六：十四点 十分。
３、转辙机的分类
1、按动作能源和传动方式： 电动ZD、电动液压ZY、电空转辙机ZR 2、按供电电源的种类： 直流：ZD6系列直流220v，电空系列24v。由于存在换向器
第十二页，编辑于星期六：十四点 十分。
❖ 3、一送多受轨道电路
❖ 设有一个送电端，在每个分支轨道电路的另一端各设一受电 端。各分支受电端轨道继电器的前接点，串联在主轨道继电 器电路之中。当任一分支分路时，分支轨道继电器落下，其 主轨道继电器也落下。使用时将主轨道继电器的接点用在联 锁电路中。在实际中应注意：
2）外锁闭：依靠外锁闭装置直接将基本轨 与尖轨密贴，将斥离轨锁于固定位置。直 接锁闭方式。锁闭可靠，列车对转辙机几 乎无冲击。
5、按是否可挤，可分为可挤型和不可挤型 转辙机:
可挤型：设有道岔保护（挤切或挤脱）装置 ，道岔被挤时，动作杆解锁，保护整机。
不可挤型：道岔被挤时，挤坏动作杆与整机 的连接结构，应整机更换。
2、 作用：
钢轨——传送电信息 绝缘节——划分各轨道区段 轨端接续线——保持电信息延续 轨道继电器——反映轨道的状况
二、轨道电路的作用
1、监督列车的占用，反映线路的空闲状况，为开放信号，建立进路或构 成闭塞提供依据；
2、传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信息来
反映列车的位置，决定通过信号机的显示或决定列车运行的目标速度，从 而控 制列车运行。
❖ 区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每 个闭塞分区就有其轨道电路。
❖
站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说，列车进路和调车
第4章信号控制1解析
C
C = G1+A1+R1 = G2+A2+R2 = G3+A3+R3
26
对于全红时间为零的多相位信号控制，其 信号周期表达式的一般形式为：
C Gi Ai
i 1 i 1 n n
设：A1= A2=……=Ai，则可以改写为：
C Gi nA
i 1
n
C = G + nA ，
44
（9）有效绿灯时间与绿信比
① ② ③ ④ 相位有效绿灯时间与相位（有效）绿信比 相位损失时间 周期有效绿灯时间与周期（有效）绿信比 周期损失时间
45
① 相位有效绿灯时间与相位（有效）绿信比
① 相位有效绿灯时间与相位（有效）绿信比
绿灯信号时段 相位 i
Gi
l1
A
Ri
Gei
l2
① 相位有效绿灯时间与相位（有效）绿信比
C
C = T1+ T2 + T3 =G1+A1+G2+A2+G3+A3 =（G1+G2+G3）+3A，（设：A1=A2=A3=A） = G+3A， （G=G1+G2+G3）
25
② 无全红的三相位信号控制配时图 T1
相位A 相位B 相位C G1 R2 R3 C C A1 T2 G2 A2 T3 G3 A3 R3 R2 R1 G1 A1
A
Ri
Gei
l2
（9）有效绿灯时间与绿信比
① ② ③ ④ 相位有效绿灯时间与相位（有效）绿信 相位损失时间 周期有效绿灯时间与周期（有效）绿信比 周期损失时间
1.1 信号控制参数
第12讲 单点信号控制方式115 .docx
I
第七章单点信号控制方式M山
单点定时信号控制方案设计
主要内容定时信号配时方案的基本内容
定时信号配时设计流程确定多段式信号
配时的时段划分配时时段内的设计交通
量交叉口车道渠化与交通信号相位方案
配时参数计算
一、定时信号配时方案的基本内容
确定信号相位方案
＞确定信号基本控制参数
一、定时信号配时方案的基本内容上卫1』
1 •信号相位方案
确定信号相位方案, 是对信号轮流给某些方向的车辆
或行人分配通行权顺序的确定，即相位方案是在一信号周期内，安排了若干种控制状态（每一种控制状态对某些方向的车辆或行人配给通行权），并合理地安排了这些控制状态的显示次序。
相位方案一般用相位图表示，如图7-1。
信号配时方案一般用信号配时图表示，如图7-2。
东西路东西路1，Tf
第一相位
日寸问
图7-2两相位信号配时图第二相位
周期时长
东西路
南北跆
绿黄红
绿灯间隔时间第一相位时问第二相位时间
一、定时信号配时方案的基本内容厶khik
第一枷
第二相位第三栢位
具有令用公转相位的三相位方案
相位一相位二相位三
V
一HW -询。
单点控制
交通控制课程设计单点信号控制设计方法学院：能源与交通工程学院专业：交通工程姓名：李文平学号：111616875指导教师：李丽丽职称：讲师论文提交时间：二0一四年十一月摘要城市交通控制系统是提高城市交通运行效率的重要途径之一，也是城市交通现代化、智能化的重要标志。
本文以单点信号控制理论进行信号分配，其中以Webster的方法为基础，运用ARRB方法对以往的不符合现代交通的分配方式进行了改进，使其更加符合交通环境。
以信号配时参数优化作为研究内容进行深入细致的研究。
对周期时长、绿信比、最小绿灯时间、等主要配时参数的常用优化目标、优化方法及模型进行了对比分析。
表明基于Webster的ARRB法更加符合现在城市交通控制。
关键字：交通控制信号配时单点信号控制AbstractUrban traffic control system is one important way to improve the efficiency of urban transport, but also an important symbol of modern urban transport, intelligent. In this paper, the theory of single-point signal control signal distribution, which Webster's method is based on the use of the method of allocation ARRB conventional modern traffic does not meet improved to make it more in line with the traffic environment. When the signal timing parameters to optimize the content as a research intensive research. Long period of time, green ratio, the minimum green time when other major parameters used with optimization goals, optimization methods and models were compared. Show based on Webster's ARRB law more in line with current urban traffic control.Keywords: traffic control signals with single-point signal control目录第1章、绪论 (1)1.1.研究背景及意义 (1)1.1.1.研究背景 (1)1.1.2研究意义 (1)1.2交通控制的发展史 (2)1.3国内外研究现状 (3)1.3.1国外研究现状 (3)1.3.2国内研究现状 (4)第 2 章、单点信号控制基本理论 (4)2.1.单点信号控制基本参数 (4)2.2.交通流理论的基本参数 (5)2.3.参数间关系 (6)2.3.1.速度和密度的关系 (6)2.3.2.流量和速度的关系 (6)2.3.3.流量和速度的关系 (7)2.4交通信号控制效果评价指标 (7)2.4.1延误 (7)2.4.2 通行能力和饱和度 (7)2.4.3.排队长度 (7)2.5小结 (7)第三章、单点信号控制方法 (8)3.1、概述 (8)3.2信号配时设计 (8)3.2.1、最佳信号周期设计（基于TRRL法的ARRB法） (8)3.2.2、绿灯时间 (9)3.3、小结 (10)第四章、实例分析 (10)4.1、数据采集 (10)4.2、数据分析计算 (12)第五章、全文总结与展望 (14)第1章、绪论1.1.研究背景及意义1.1.1.研究背景近几年来,由于我国经济迅猛发展以及城市化进程快速推进,人们对交通的需求也越来越大,导致了交通需求与城市道路交通设施之间形成尖锐矛盾。
第3章 单点信号控制 PPT
在信号相位设计中，左转车流对相位的划分起着非常重要 的作用，也是信号相位设计的重点难点。左转车流对信号相位 的划分可以采用如下策略： ① 当左转车辆较少时（左转车辆可以利用直行车辆之间的空 档左转），不需要为左转车辆提供专用相位； ② 当左转车辆较多时（左转车辆仅利用直行车辆之间的空档 左转比较困难，容易引发车辆堵塞），需要为左转车辆提供专 用相位（必须有左转专用车道）； ③ 当单方向的左转车辆较多又不足以专设左转信号相位时， 可以采用一种交通信号早断与滞后的设计方法，间接为左转车 辆提供专用相位。
二、交通信号相位设计 1、信号相位必须同交叉口进口道车道渠化（即车道功 能划分）方案同时设定。 2、信号相位对应于左右转弯交通量及其专用车道的布 置，常用基本方案示于图。
3、有左转专用车道时，根据左转流向设计交通量计 算的左转车每周期平均到达3辆时，宜用左转专用相 位。 4、同一相位各相关进口道左转车每周期平均到达量 相近时，宜用双向左转专用相位；否则宜用单向左 转专用相位。 5、当信号相位中出现不均衡车流时，可以通过合理 设置交通信号的早断与滞后，最大限度地提高交叉 口的运行效率。
3、信号周期设计
交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比（q/S）中
最大者进行计算。 通常考虑的要求：
通 行P 能 力
使交叉口具有足够的通行能力；
使交叉口具有较小的车辆延误。
须确定：1、最短周期
0 车
周期
2、最佳周期
辆P 延
3、绿信比
误
0
Cm
C0
周期
0.75C0
1.5C0
（1）最短信号周期cm 采用cm时，在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部被放 行，既无滞留车辆，信号周期也无富余。因此，cm恰好等于一 个周期内损失时间L加上全部到达车辆以饱和流量通过交叉口所
单点定时控制课件
单点定时控制
配时参数计算
• 绿间隔时间
• 信号总损失时间
• 信号周期时长
• 总有效绿• 灯We时bs间ter算法 （最佳周期）
• 各相位的• 有Ak效ce绿li灯k算时法间
C0
1.5L5 1Y
L: 信号总损失时间 Y: 各相位关键车流流量比之和
单点定时控制
Akcelik公式 （多指标）
C0
(1.4k)L6 1Y
➢ k=0.4时，油耗最小（fuel consumption） ➢ k=0.2时，消耗最小（cost，including the value of delay time） ➢ k=0时，延误最小 ➢ k=-0.3时，排队数最小
单点定时控制
定时信号配时方案的基本内容
•信号相位方案 •信号基本控制参数
单点定时控制
信号相位方案
• 确定信号相位方案，是对信号轮流给某 些方向的车辆或行人分配通行权顺序的 确定。
单点定时控制
信号相位方案
• 信号相位：信号交叉口每一种控制状态 （通行权），即对进口道不同方向所显示 的不同灯色的组合，称为一个信号相位。
信号基本控制参数
• 信号配时方案用信号配时图表达。
相位1 相位2
周期时长 C
绿灯间隔时间 （相位1到相位2）
绿灯间隔时间 （相位2到相位1）
绿灯时间 40 43
红灯时间
红灯时间 45
0
单点定时控制
绿灯时间 85
90
信号基本控制参数
• 周期时长是决定单点信号控制交通 效益的关键参数，是信号配时设计 的主要对象。 • 绿信比是一个信号相位的有效绿灯 时长与周期时长之比。
[工学]自动控制原理第3章
![[工学]自动控制原理第3章](https://img.taocdn.com/s3/m/d9a77406bf23482fb4daa58da0116c175f0e1e8a.png)
三、劳斯判据 系统特征方程的标准形式: ■ 系统稳定的必要条件: 特征方程所有系数均为正，则系统可能稳定，可 ■ 用劳斯判据判稳。 ■ 系统稳定的充分条件: 特征方程所有系数组成劳斯表，其第一列元素必须
为正。 ■ 列劳斯表:
26
例 四阶系统特征方程式: 试判别系统的稳定性，并说明特征根中具有正部根 的个数。 列劳斯表:
（1）用
代入特征方程；
（2）将z看作新坐标, 用劳斯判据再次判稳。
30
3.6 稳态误差分析及计算
一、误差及稳态误差概念定义
1．误差: （2种定义） 输入端定义 输出端定义 两者之间的关系
31
32
2．稳态误差: 稳定系统误差的终值。 3．稳态误差的计算公式: 终值定理 二、稳态误差计算 1.在给定输入信号作用下的分析: 令
28
四、劳斯判据的其它应用 1.分析系统参数对稳定性的影响 例 系统如图所示，求使系统稳定的K值的 范围。解 : 系统闭环特征方程为 列劳斯表
系统稳定必须满足 所以
29
2.确定系统的相对稳定性
稳定裕量: 系统离稳定的边界有多少余量。也就是实部最大的特 征根与虚轴的距离。
若要求系统有 的稳定裕量, 则
18
例 有一位置随动系统，结构图如下图所示，其中K=4 。 求该系统的自然振荡角频率和阻尼比； 求该系统的超调量和调节时间； 若要阻尼比等于0.707，应怎样改变系统 放大倍数K ？
解（1）系统的闭环传递函数为
写成标准形式
可知
19
（2）超调量和调节时间
（3）要求
时,
四、提高二阶系统动态性能的方法 1.比例——微分（PD）串联校 正
将其代入超调量公式得
, 叫 峰值时间。
自动控制原理第三章总结
第三章 线性系统的时域分析法●时域分析法在经典控制理论中的地位和作用时域分析法是三大分析方法之一，在时域中研究问题，重点讨论过渡过程的响应形式。
时域分析法的特点：1).直观、精确。
2).比较烦琐。
§3.1 概述 1. 典型输入 2. 性能指标∙稳→基本要求 ∙准→稳态要求↓ss e ：∙快→过渡过程要求⎪⎩⎪⎨⎧↓↓⨯∞∞-=sp t h h t h %)()()(%σ§3.2 一阶系统的时域响应及动态性能 设系统结构图如右所示开环传递函数sKs G =)(闭环传递函数)1(11111)(T Ts Ts T K s K s K s K s -=+=+=+=+=Φλ :)(1)(时t t r =Ts sTs s T s R s s C 111)1(1)()()(+-=+=Φ=1)(,0)0( 1)(1=∞=-=∴-c c et c t TTc e T t c t T 1)0( 1)(1='='-依)(t h 特点及s t 定义有：95.01)(1=-=-s t Ts et h05.095.011=-=-s t Te305.0ln 1-==-s t TT t s 3=∴一阶系统特征根T1-=λ分布与时域响应的关系：t t h ss s s R s s C ===Φ==∙)( 11.1)().()( 02时λat e t h as s a s s a s C a +-=-+-=-==∙1)( 11)()( 时λ 例1 已知系统结构图如右其中：12.010)(+=s s G加上H K K ,0环节，使s t 减小为原来的0.1倍，且总放大倍数不变，求H K K ,0解：依题意，要使闭环系统02.00.21.0*=⨯=s t ，且闭环增益=10。
1101)101(10 1012.01012.010112.010.)(1)(.(s)0000+++=++=+++=+=Φs K K K K s K s K s K s G K s G K HH H H H令 101011002.01012.00⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+==+=H H K K K K T 联立解出⎩⎨⎧==109.00K K H 例2 已知某单位反馈系统的单位阶跃响应为at e t h --=1)(求(1).闭环传递函数)(s Φ；(2).单位脉冲响应；(3).开环传递函数。
自动控制原理第三章复习总结(第二版).
第三章 过程检测技术目的：为了实现对生产过程的自动控制，首先必须对生产过程的各参数进行可靠地测量。
要点：学习和掌握过程测试及应用；正确地选择测试原理和方法；组成合适的测试系统。
第一节 测量与误差基本知识测量基本知识一．测量的概念1．概念 测量是人类对自然界的客观事物取得数量概念的一种认识过程。
或者说测量就是为取得任一未知参数而做的全部工作。
4．测量的基本方程式 u X x /005．测量过程三要素（1） 测量单位；（2） 测量方法；（3） 测量仪器与设备。
二．测量单位1．概念 数值为1的某量，称为该量的测量单位或计量单位。
三．测量方法（一）测量方法的分类1．直接测量与间接测量2．等精度测量和不等精度测量3．接触测量与非接触测量4．静态测量与动态测量（二）直接测量法有以下几种常用方法：1．直接比较测量法2．微差测量法3．零位测量法（又称补偿测量法或平衡测量法）（三）间接测量法1．定义通过对与被测量有函数关系的其它量进行测量，才能得到被测量值的测量方法。
4．组合测量法四．测量仪器与设备（一）感受件（传感器）（二）中间件（变送器或变换器）（三）显示件（显示器）误差基本知识一.误差基础（一）测量误差及分类1．系统误差2．随机误差（又称偶然误差）3．粗大误差（二）测量的精密度、准确度和精确度1．精密度2．准确度3．精确度（三）不确定度概念用测量值代表被测量真值的不肯定程度。
是测量精确度的定量表示。
（四）仪表的基本误差限1．绝对误差2．相对误差3．引用误差二．误差分析与处理（一）随机误差的分析与处理1．统计特性（随机过程）2．算术平均值原理(1)真值的最佳估计值（最佳信赖值）。
（2）剩余误差3．随机误差的标准误差估计（贝塞尔公式）4．置信概率与置信区间（二）系统误差的分析与处理1．系统误差的估计（1）恒定系统误差指误差大小和符号在测量过程中不变的误差。
（2）变值系统误差它是一种按照一定规律变化的系统误差。
自动控制原理知识点总结1-3章
自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2、被控制量：在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。
3、控制量：作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。
4、扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。
5、反馈：通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。
反送到输入端的信号称为反馈信号。
6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。
7、负反馈控制原理：检测偏差用以消除偏差。
将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。
然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。
8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。
9、开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。
10、闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。
主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。
11、控制系统的性能指标主要表现在：（1）、稳定性：系统的工作基础。
（2）、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。
（3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。
12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。
第二章1、控制系统的数学模型有：微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。
2、传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。
对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。
4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。
自动控制原理知识点总结1~3章
自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2、被控制量:在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量.3、控制量:作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。
4、扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量,也称扰动输入或干扰掐入.5、反馈:通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端,与输入信号相比较.反送到输入端的信号称为反馈信号。
6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号.7、负反馈控制原理:检测偏差用以消除偏差。
将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号.然后根据偏差信号产生相应的控制作用,力图消除或减少偏差的过程。
8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制 .9、开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差,控制精度也不高。
10、闭环控制：控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用，而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。
主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。
11、控制系统的性能指标主要表现在：(1)、稳定性：系统的工作基础. （2)、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。
（3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。
12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。
第二章1、控制系统的数学模型有: 微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。
2、传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换,或化简系统的动态方框图.对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。
4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。
许瑞-单点信号控制设计
实验报告实验名称：单点信号控制设计专业轨道交通信号与控制学号 9姓名许瑞指导教师陈新时间 2015年12月19日单点信号控制设计实验报告1、实验目的：掌握单点定时控制的设计方法，学习信号机信号控制参数设置的主要内容。
锻炼实验中问题的分析能力和解决问题的能力。
2、实验内容：（1）利用课程的理论知识，分析计算单点信号控制参数（2）把计算得到的信号控制参数，设置到实验室的信号机3、实验仪器：HT2000B信号机，HT940A信号机4、实验要求：（1）要求道路渠化和相位设计合理，满足信号设计的要求（2）每个时段只考虑该时段的交通流量进行渠化和相位设计（3）信号机设置的效果要求符合设计的结果5、信号设计步骤：（1）实验数据C交叉口，四个进口的路宽都是18米，时段为22:00—24:00，使用HT2000B信号机。
绿灯间隔时间()为3s，每次绿灯时间内的起动损失2s，黄灯时间()为3s。
（2）道路渠化根据实验数据，对道路进行如下渠化：路宽18m，可设计成每个车道3.5m的四车道道路，左右各有2m非机动车道（3）相位设计如下：A相位：（南向通行）B相位：（北向通行）C相位：（东向通行）D相位：（西向通行）（4）最大流量比：Y A==0.194Y B==0.182Y C==0.2Y D==0.136Y=Y A+Y B+Y C+Y D=0.712Y=0.757<0.9，符合要求（5）损失时间：L==8s（6）最佳周期：C==59s（7）绿灯有效时间和绿灯显示时间：由损失时间和周期算得：=C-L=51s各相位绿灯有效时间为：t EGA ==14s t EGB ==13s t EGC ==14s t EGD ==10s各相位绿灯显示时间：则可得： A 相：13s B 相：12s C 相：13s D 相：9s理论上最短绿灯时间为四个相位都有行人过街，所以最短绿灯时间：9s)(1932.11877min s I v L g pp =-+=-+=()Y y t Y y L C y y t t j EGj n i ijn i EGi EGj =-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∑==11LjYj EGj Gj t t t t +-=小于19s因此应当加长信号周期。
自动控制原理第3章总结
一阶系统特点：
1. 响应曲线在[0，） 的时间区间中始终不会超过其稳态值，把这样的响
应称为非周期响应。无振荡 2.一阶系统的单位阶跃响应是一条初始值为0，以指数规律上升到终值1的
曲线。 3. ※实验中求取时间常数的方法--输出响应为0.632时对应的时间。 4.一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，因为无稳态误差。
Td
n
2 1 2
ln( 1 )
p
2 (ln 1 )2
p
ts
3.5
n
ts
4.4
n
2.2 1 2
N
, 0.02
1.75 1 2
N
, 0.05
3-3 二阶系统的时域分析
3.3.4 二阶系统的动态性能指标 总结：
c(t) 1
1
1 2
ent
sin(dt ), t
0
c(t)
% e 1 2 100%
n s1j
j
j n 1 2
s1
0
s2
s1,2 j n (d) 0
0
j n 1 2
n
s2
s1,2 n j n 1 2
(e) 1 0
j
s1
s2
0
s1,2 n n 2 1 (c) 1
j
s1
s2
0
s1,2 n n 2 1
(f ) 1
3-3 二阶系统的时域分析来自s2 2n s n2 R C
2L
3-3 二阶系统的时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
标准化二阶系统的结构图为：
R(s)
+﹣
n2
C(s)
s(s+2ξn)
n2
自动控制原理各章知识精选全文完整版
(s), (t) E(s), e(t) cdesired (t) c(t)
E(s) 1 (s)
H
G (s)
1
H
H
⑵ e(t) ets (t) ess (t)
暂态 稳态
单位负反馈系统开环传函
r(t)
1 2
t2
时稳态误差
Ts 1 E(s) Ts 1 s3
e(t)
T
2. 运动方程式
确定输入量、输出量 列写各元件运动方程 消除中间变量 化为标准形式
RL
u1
C u2
Fi
K
m
f
y
L
C
u1
u2
R
R1
u1
C
R2 u2
LC
d 2u2 dt 2
RC
du2 dt
u2
u1
m
d2y dt 2
f
dy dt
Ky
Fi
LC
d 2u2 dt 2
RC
du2 dt
u2
RC
du1 dt
tg1 1 2 cos1
p e 1 2 100 %
d. c(t) c() c() t ts
2%或5%
4 ts n
2%
3 ts n
5%
d. N : 振荡次数
N ts Td
Td
2 d
d n 1 2
tr , t p 评价响应速度
p , N 评价阻尼程度
ts
以分析，并将分析结果应用于工程系统的综合和自然界 系统的改善。 自动控制
毋需人直接参与，而是被控制量自动的按预定规律变 化的控制过程。
4. 开环控制、闭环控制、反馈控制原理
交通工程第十三讲单点交叉口信号控制
3.渠化方案的确定（续）
• 新建交叉口由于无流量、流向资料，无法按信号配时设计程序 进行配时，应先采用试用方案。 • 然后跟踪调查交通流量，待其稳定后，根据实际各流向的交通 流量，调整车道划分及信号相化方案。 新建十字形交叉口建议试用方案
4.交通信号相位相序设定
• 相位 • 最少相位数？ • 左转相位？ • 相位组合？（机动车、行人） • 相位与渠化方案？ • 相序 • 车道控制
1958 1969
Stage-based calculation (Webster) Mathematical programming Approach (Allsop)
Linked signals
TRANSYT version 1 (Robertson)
TRANSYT version 8 (Vincent et al.)
6.信号配时及绿信比
• 总有效绿灯时间：每周期的总有效绿灯时间按下式计算：
Ge C0 L
• 各相位有效绿灯时间：各相位的有效绿灯时间按下式计算：
g ej Ge max y j , y 'j Y
• 各相位的绿信比：各相位的绿信比按下式计算：
j
g ej C
• 各相位显示绿灯时间：各相位的实际显示绿灯时间按下式 计算：
Thanks for your attention!
3.渠化方案的确定
• 交叉口进口道的宽度可略小于路段上的车道宽度，标准宽度 3.0~3.25m，视交叉口的几何条件而定，可在2.75~3.5m之 间取用。 • 交叉口改善设计，渠化方案应根据设计流量分配各流向的车 道数。为了提高交叉口的通行能力，应尽量增加进口道的车 道数。在进口道车道数较少时，应避免出现右转（或左转） 流量较小而设置右转（或左转）专用车道的情况，可采用直 右（或直左）车道，以提高进口道的利用率。 • 在设计出口道时，应注意与信号相位的设计同时考虑，在同 一相位中，进口道的数目与出口道的数目要匹配。
第3章 单点信号控制
第三章 单个交叉口交通信号控制
§1 定时信号控制 §2 交通感应信号控制
◦ 最小绿灯时间gmin ◦ 初始绿灯时间gs
◦ 单位绿灯延长时间g0 ◦ 最大绿灯时间gmax: 定时信号配时最佳周期、绿信比所 对应的各相位的绿灯时间，一般30-60s。
检测器与停车线的距离D
W
D
V
37
检测
（1）保证检测器和停止线之间车辆全部驶出； （2）保证行人过街时间； （3）非机动车安全过街。
3
1、交叉口的相位设计 在交叉口的相位划分之后，需要安排相位的运 行顺序，即确定相序。 一般一个进口的所有流向要在连续相位中放行 完毕。有左转待行区的交叉口，一般情况下要先放 行直行车流再放行左转车流。
4
2、关键车道的确定 部分进口道（及其交通需求）起着决定性的作 用，我们把这部分进口道称为关键车道。根据车流 通行的特点，进口道可以分为：直行车道、合用车 道和转弯专用车道。
L 1Y
V V1 V Cm 2 Cm i Cm S1 S2 S i1
L——周期损失时间： L ( Ls I A)
k
=启动损失时间+绿灯间隔时间-黄灯时间
Y——全部相位的最大流量比（交通量/设计饱和流量）之和。
22
(2)最佳周期c0 按照英国学者韦伯斯特方法，在指定的条件下， 使车辆总延误最小的配时方案即为最优方案。其目的 是获得最佳的周期和绿信比。 根据研究和实验，使车辆通过交叉口的总延误最 小的最佳周期为： 1.5L 5 c0 1Y 该式针对的是孤立的交叉口，假定其交通流量稳 定地到达交叉口。
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➢ 高峰小时修正系数 PHF ➢ 流量（流率） q ➢ 饱和流量 S ➢ 流量（率）比 y（=q/S ） ➢ 通行能力 N（=λS） ➢ 饱和度 x（=q/N ） ➢ 信号配时图 ➢ 相位图 ➢ 延误 d、D
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3、信号周期设计
交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比（q/S）中
最大者进行计算。 通常考虑的要求：
第三章 单个交叉口交通信号控制
§1 定时信号控制 §2 交通感应信号控制
1
一、定时信号控制的主要特点
1、全天可以是一个配时方案，或多个配时方案； 2、在每个时段，执行固定的配时方案； 3、配时方案来自于历史调查数据； 4、可以手动、自动切换配时方案； 5、信号机安装简单，维护方便，成本低。
2
1、交叉口的相位设计 在进行交叉口的相位划分时，一般应遵循以下
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二、交通信号相位设计 1、信号相位必须同交叉口进口道车道渠化（即车道功 能划分）方案同时设定。 2、信号相位对应于左右转弯交通量及其专用车道的布 置，常用基本方案示于图。
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3、有左转专用车道时，根据左转流向设计交通量计 算的左转车每周期平均到达3辆时，宜用左转专用相 位。 4、同一相位各相关进口道左转车每周期平均到达量 相近时，宜用双向左转专用相位；否则宜用单向左 转专用相位。 5、当信号相位中出现不均衡车流时，可以通过合理 设置交通信号的早断与滞后，最大限度地提高交叉 口的运行效率。
用，我们把这部分进口道称为关键车道。根据车流 通行的特点，进口道可以分为：直行车道、合用车 道和转弯专用车道。 模型一 ——直、左、右合用车道
5
6
7
8
9
10
单个交叉口定时交通信号配时设计内容应包括： 确定多段式信号配时时段划分、配时时段内的设计交 通量、交通信号相位方案（交叉口车道渠化）、信号 周期时长、各相位信号绿信比、评估服务水平及绘制 信号配时图。
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针对路口的具体交通流状况进行合理的信号相位设计， 既要考虑减少冲突、防止碰撞、避免堵塞，又要考虑减少设 备投入、提高通行效率。因此合理设计信号相位是路口信号 控制的关键之一。例如，倘若在不需要设置左转专用相位的 路口设置了左转专用相位，就会导致既增加了设备投入（左 转车道灯）又降低了路口通行效率。
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（一）定时信号配时方案的基本内容
➢ （3）交通信号的早断与滞后 ➢ 相位信号的早断: 是指将相位的绿灯时间划分为两个阶段，先放行与具 有较大左转车流的方向相对的直行车流，再放行较大左转车流。 ➢ 相位信号的滞后: 是指将相位的绿灯时间划分为两个阶段，先放行较大 左转车流，再放行与具有较大左转车流的方向相对的直行车流。 ➢ 使用条件：
原则： （1）渠化协调原则 （2）安全通行原则 （3）流量均衡原则 （4）高效运行原则
3
1、交叉口的相位设计 在交叉口的相位划分之后，需要安排相位的运
行顺序，即确定相序。 一般一个进口的所有流向要在连续相位中放行
完毕。有左转待行区的交叉口，一般情况下要先放 行直行车流再放行左转车流。
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2、关键车道的确定 部分进口道（及其交通需求）起着决定性的作
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（一）定时信号配时方案的基本内容
➢ （3）交通信号的早断与滞后 如图所示的十字交叉口就是一个信号早 断的例子。在这里, 西进口是左转车流 量较大的一个方向。该交叉口采用东— 西、南—北两相位，对于东西相位而言， 信号要划分两个阶段。先放行东进口的 各个车辆和西进口的直行、右转车流， 然后禁止东进口的各个方向车流，只允 许西进口的各个车流通行。
➢ ①单向左转车辆较多； ➢ ②增设双向左转专用车道、设置左转专用信号相位不合算； ➢ ③左转车辆不能利用对向直行车辆之间的空档全部驶离交叉口。
双向左转车辆较少 双向左转车辆较多 单向左转车辆较多
车道设置 双向左直合用车道 双向左转专用车道 单向左转专用车道
相位设置 无需左转专用相位 左转专用相位 信号早断或滞后
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（一）定时信号配时方案的基本内容
➢ 2、信号基本控制参数
➢ 损失时间 L
信号相位 周期长度 C （显示）绿灯时间 G 有效绿灯时间 Ge （显示）红灯时间 R 有效红灯时间 Re 绿信比 λ（= Ge /C） 黄灯时间 A（=3秒） （I<A时，I=A） 绿灯间隔I（包括黄灯和全红）
通 行P 能 力
使交叉口具有足够的通行能力；
使交叉口具有较小的车辆延误。
须确定：1、最短周期
0 车
周期
2、最佳周期
辆P 延
3、绿信比
误
0
Cm
C0
0.75C0
1.5C0
周期
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（1）最短信号周期cm 采用cm时，在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部被放 行，既无滞留车辆，信号周期也无富余。因此，cm恰好等于一 个周期内损失时间L加上全部到达车辆以饱和流量通过交叉口所
需的时间，
cm
L
n
1
yi
L 1Y
1
Cm
L
V1 S1
CS i1
Cm
L——周期损失时间：
L (Ls I A)
k
=启动损失时间+绿灯间隔时间-黄灯时间
Y——全部相位的最大流量比（交通量/设计饱和流量）之和。
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在信号相位设计中，左转车流对相位的划分起着非常重要 的作用，也是信号相位设计的重点难点。左转车流对信号相位 的划分可以采用如下策略： ① 当左转车辆较少时（左转车辆可以利用直行车辆之间的空 档左转），不需要为左转车辆提供专用相位； ② 当左转车辆较多时（左转车辆仅利用直行车辆之间的空档 左转比较困难，容易引发车辆堵塞），需要为左转车辆提供专 用相位（必须有左转专用车道）； ③ 当单方向的左转车辆较多又不足以专设左转信号相位时， 可以采用一种交通信号早断与滞后的设计方法，间接为左转车 辆提供专用相位。
定时信号配时方法，在国际上主要有美国HCM 法、澳大利亚ARRB法、英国WEBSTER法等，我国主 要有停车线法及冲突点法。
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一、新建交叉口信号方案 新建交叉口，在缺乏交通量数据的情况下，十字
交叉口，建议先按表1.3所列进口车道数与渠化方案 选取初步试用方案；T形交叉口，建议先用三相位信 号；然后根据通车后实际交通各流向的流量调整渠化 及信号相位方案。