交通规则强约束下瞬态行车风险矢量建模方法研究

为规避或缓解红绿灯路口前车停车让行时遭到失控后车追尾的严重事故,基于前序研究建立的行车风险场力的基本模型,提出了行车风险的矢量场建模方法。设计了无信号灯交叉路口场景,并进行6组不同状态下的行车安全场仿真计算;设计了红绿灯路口前车停车让行时即将遭到失控后车追尾的危险场景,分析了直行、左转、右转和掉头等4种不考虑道路交通规则约束的避险路径,对比分析了12组不同状态下的行车风险场力分布。结果表明:所提模型可以有效辨识行车风险,自车掉头进入另一侧车道的避险方案最佳,且当车速为3 m/s时能将整体风险降低67.41%。

车铣运动的矢量建模

阐述了车铣的主要运动形式及其特点,并对轴向车铣、正交车铣两类典型加工方式的优点和局限进行了简要的介绍。建立了统一的车铣运动矢量模型,给出了适用于轴向车铣、正交车铣等各种形式的车铣运动表达式,并对车铣的运动矢量表达式进行了深入的讨论。

自主式水下航行器空间运动矢量建模与仿真

在对自主式水下航行器的空间六自由度运动进行研究的基础上,用牛顿力学方法和拉哥朗日方法推导了适于在Simulink环境下仿真的空间运动矢量模型,并建立了可移植性和功能强大的自主式水下航行器的空间六自由度运动仿真模块,解决了耦合非线性运动方程解算难、仿真难和显示难的问题,为自主式水下航行器及其它的高科技飞行器的研究和设计提供了便利的工具。

机器人化螺旋铣孔运动的矢量建模与仿真

为满足现代飞机机身组件高效精密制孔的装配需求,提出一种新型的机器人化螺旋铣孔系统,以弥补现有机器人钻孔系统柔性加工能力的不足。通过对螺旋铣孔机理的简要分析,构建了两种典型的机器人化螺旋铣孔加工方式,比对了两种加工方式的优缺点。运用矢量分析法,建立了两种螺旋铣孔运动的矢量方程,并给出了相应的矢量表达式。通过刀尖轨迹的运动仿真,验证了矢量方程建立方法的可行性与正确性。

车削多面体运动的矢量建模及误差分析

通过矢量分析,选择了车削多面体运动的标架,建立了车削多面体运动的矢量模型,在此基础上给出了描述车削多面体运动的矢量表达式,建立了相对运动的矢量公式和刀尖轨迹的矢量公式。通过几何分析,建立了加工表面的直线度公式。实验验证了车削多面体运动的矢量表达式和加工表面的直线度公式。

旋风铣削运动的矢量建模

旋风铣削法是一种较先进的高效率加工螺纹方法 ,适用于批量较大的螺纹粗加工。通过矢量分析 ,建立了旋风铣削运动的矢量模型 。

轴向车铣六面体工件运动矢量建模的研究

以加工六面体工件为例 ,通过矢量建模 ,给出了描述轴向车铣六面体工件运动过程的基本矢量方程 ,通过对运动轨迹进行计算机仿真 ,得出刀具齿数。

正交车铣运动的矢量建模及表面粗糙度的理论分析

通过矢量分析，建立了正交车铣运动的矢量模型，并在此基础上给出了描述正交车铣运动的矢量表达式。建立了表面粗糙度的计算公式，并对它进行了简要的分析。

基于矢量建模的AUV水下目标探测仿真方法研究

采用矢量建模与虚拟仿真技术,模拟自主水下机器人(Autonomous Underwater vehicle,AUV)环境感知功能,对目标探测传感器视域及目标特征进行矢量建模。根据目标探测传感器的特征参数,利用边界矢量点描述目标探测的视域范围。以三维地理信息系统理论为基础,采用基于面向对象数据模型和基于表面三角剖分的方法来构建水下目标的三维空间数据模型。以三角形的空间拓扑关系为基础,分析了任意两实体的空间拓扑关系,并将其用于水下未知目标探测。通过水下目标的建模实例和探测仿真实例验证了建模与目标探测方法的正确性和可行性。

基于复矢量及HSS的MMC交直流侧阻抗建模

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具有运行稳定、控制多样化等优点,对其精确建模成为当前研究热点。提出了一种基于复矢量的MMC交直流侧阻抗建模方法。该方法根据复矢量建模的基本原理分析了换流器的正负序转换关系,并在考虑三相耦合的前提下,从差共模角度简述了三相MMC的建模要点,建立了三相系统的完整时域模型。引入谐波状态空间理论(harmonic state space,HSS)对所建模型进行处理来提高建模精度,并利用接口矩阵及阻抗求解的基本原理建立了MMC的交直流侧阻抗模型。最后在仿真平台进行了对比实验,证实了建模方法的可行性。

基于VISSIM的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,基于VisSim具有可拖放功能块的直观界面和强大的数学功能,建立了PMSM矢量控制系统仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用矢量控制。仿真结果证明了该方法的有效性,同时该模型也适用于验证其他控制算法的合理性,体现了PMSM电机模型的工程化特点,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。

滚刀刀齿运动轨迹精确建模与仿真研究

针对仿真中由于模型简化而带来的仿真精度问题,提出了基于实体造型的滚齿加工仿真方法。重点解决了滚刀刀齿空间运动轨迹精确建模问题,提出了基于时间驱动的滚齿加工运动矢量建模方法,获得了刀齿运动轨迹点位置矢量与速度矢量;指定速度矢量为一阶导矢、位置矢量为节点坐标进行样条曲线插值,得到刀齿运动轨迹曲线。分析轨迹曲线在不同数量插值轨迹点下的插值精度,优选出最佳插值轨迹点数量。将插值轨迹曲线应用于所开发的滚齿加工仿真系统,齿轮端面仿真齿廓与理论渐开线齿廓比较,验证了所提出方法的合理性与准确性。

永磁同步电机变频调速系统建模与仿真

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink设计出一种基于SVPWM PMSM的变频调速(VVVF)系统的新仿真模型,给出了各子模块的具体设计模型,提出了一种"积分斜率法"产生三角波脉冲的方法。由仿真结果可见,系统在高、低速情况下都能平稳运行。在该仿真模型基础上,采用XC164CM芯片作为控制核心,设计了一套SVPWM的PMSM变频调速控制系统。实验结果表明,该控制系统具有良好的动、静态控制特性,它为分析和设计PMSM控制系统提供了有效的手段和工具,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。

考虑采样过程的换流器混杂宽频导纳模型

并网换流器系统中同时具有控制系统的离散特性和被控对象的连续特性,为典型的混杂系统。传统建模方法并未同时兼顾该混杂系统的离散和连续特性,无法精确描述变流器在奈奎斯特频率附近及以上频段的导纳特性。针对该问题,为保证换流器导纳模型在奈奎斯特频率附近及以上频段内的准确性,该文首先采用复矢量建模的方法得到描述并网换流器频率耦合效应的导纳模型;然后,考虑换流器控制系统采样过程,引入泊松求和定理,推导考虑采样过程的换流器复矢量模型;相较连续域的复矢量模型,考虑采样过程的换流器混杂复矢量模型同时兼顾控制系统的离散特性和被控对象的连续特性,在奈奎斯特频率以上仍具有较高准确性。最后,通过仿真及半实物实验验证所提建模理论的准确性。

基于DDSRF-PLL的并网逆变器复矢量导纳分析

为提高双同步解耦锁相环(DDSRF-PLL)并网逆变器的稳定性,以含DDSRF-PLL的并网逆变器为研究对象,在静止坐标系下推导其等效导纳模型,给出了考虑频率耦合的系统闭环传递函数,利用奈奎斯特判据判定在不同电网强度下导纳模型的稳定性。结果表明,在电网电感由1 mH增大至7 mH时,电网强度变弱,开环传递函数的奈奎斯特曲线逐渐包围稳定判别点(-1,j0),系统稳定性开始下降,并网电流出现32 Hz的振荡,与理论模型推导出的振荡频率相一致。

基于DBN-ELM的构网型并网逆变器控制参数自适应调整方法

“双高”电力系统中电网阻抗呈现宽范围时变特性,构网型并网逆变器控制参数缺乏自适应调整能力,存在失稳风险。对此,提出一种基于深度置信网络-极限学习机的构网型并网逆变器控制参数自适应调整方法。建立闭环极点映射模型,利用深层架构对控制参数与关键极点之间的映射关系进行训练;通过训练好的闭环极点映射模型预测得到相应的关键极点,识别出关键极点最接近参考极点时构网型并网逆变器的控制参数;通过自适应调整控制参数,确保系统在电网阻抗变化时跟踪参考极点,实现自适应稳定控制。理论分析和仿真结果均表明,所提方法能够实现控制参数的自适应调整,有效提高构网型并网逆变器对电网阻抗变化的适应性。

基于几何代数的矢量时空数据表达与建模方法

针对现有矢量时空数据建模时空分离所导致的时空表达不一致、不统一的问题,运用几何代数理论和统一时空观,对时间、空间与属性进行一体化的表达与建模。构建了时空统一表达的层次体系,并基于面向对象技术和UML方法,探讨了时间、空间与属性等组件的逻辑关系。提出了矢量时空数据时空统一建模流程,定义了相应的数据组织结构与存储结构,实现了对几何代数空间的对象表达与存储,以及常见矢量数据的集成与预处理方法。对上述成果进行整合,建立了相应的原型系统。实验以中国东南地区级行政区演化序列数据为例,实验结果验证了本文提出方法在时空数据的统一建模与表达方面的可行性,能够有效支撑变化检测等时空分析方法的构建与实现,为时空GIS的发展提供理论参考与方法借鉴。

风力发电机组电动变桨距机构设计与仿真

阐述了风力机变桨距控制原理,在此基础上设计了一种新型变桨距机构-电作动筒变距机构,并对其进行了矢量环建模,结合MATLAB/Simulink进行了动态运动仿真及分析,进一步为风力机变桨距系统的优化设计奠定了基础。

基于Linux的开放式数控系统加工轨迹仿真功能研发

基于Linux的PC+可编程I/O(接口)体系的开放式数控系统,设计了加工轨迹仿真的通用模型。针对毛坯仿真建模时,离散化精度和仿真速度之间的矛盾,提出一种离散模型建立的改进方法,即在均匀网格离散基础上对模型曲率较大处细化网格间距,并以数控铣削加工为例,针对该通用模型和改进的离散矢量建模法研发了三轴数控铣削加工仿真功能单元,实现了加工前试切模拟和轨迹错误检查。通过实际加工零件,验证了所开发加工仿真功能单元的正确性和通用模型在本开放式数控系统中的适用性。

基于多项式插值的倒料机构协同运动规划方法

针对火箭发动机氧化剂装填翻转设备跟随装填位置精度较差的问题,提出了一种装填设备协同运动方法。对氧化剂料桶倒料口位置建立矢量模型,求出倒料口位置运动方程,根据外部测控手段设定目标运动轨迹,运用五次多项式轨迹规划方法,对各自由度驱动电机进行轨迹规划,实现对氧化剂料筒位置的精确控制。通过软件仿真,将仿真结果与目标轨迹对比,结果表明:机构运动的最大速度为0. 18 m/s,角速度为6 rad/s,最大加速度为0. 06 m/s2,最大角加速度0. 58 rad/s2,实际轨迹与目标轨迹的最大误差值为4. 23 mm;该方法可保证氧化剂原料落点位置处于不同接料目标区域内,实现对氧化剂原料倒料过程的柔顺及精准控制。