一种基于改进遗传算法的机器人路径规划方法

在应用遗传算法进行机器人路径规划时,为了解决传统遗传算法"早熟收敛"和"收敛速度慢"的问题,设计了一种用于路径规划的改进遗传算法.该算法根据规划问题的具体要求,对染色体编码,种群初始化等操作进行了改进,编码采用二维浮点数变长度的编码方式,种群初始化采用知识启发的策略,以加快收敛速度.在控制参数设定方面引入自适应调整控制参数.采用MATLAB软件进行仿真,将改进算法与标准算法进行对比,结果得出改进算法缩短了路径长度和运行时间.证明了本算法的正确性和高效性.

无人驾驶车辆路径跟踪的增量式PID控制

为了实现无人驾驶车辆沿着预设路径安全稳定行驶,基于车辆实际位置和给定位置的坐标关系,建立了无人驾驶车辆的路径跟踪模型;分析车辆当前位置及航向信息与目标路径的偏差,提出误差带内外分状况的控制策略;通过改进和优化传统增量式比例积分微分控制(PID控制)算法,提出了一种新型增量式PID控制算法.实验结果表明:改进后的增量式PID算法相较于传统增量式PID算法,无人车路径跟踪的上升时间、调整时间均减小,响应速度加快,超调量减小,车辆实现快速稳定的路径跟踪.

A~＊路径规划算法的改进及实现

针对A*算法在路径规划过程中因遍历节点多而导致搜索时间长和路径规划距离长的问题,对A*算法进行了改进.改进算法采用两点间的欧氏距离作为估价函数,并以前向搜索和后向搜索交替进行的方式来减少路径规划时间.仿真结果表明,改进算法在搜索时间和距离上分别比A*算法减少了0.0184s和42m,在搜索得到的路径长度和算法运行时间上明显优于A*算法.

移动机器人模糊控制系统的设计

针对移动机器人在原控制器控制下自主运动时出现的不稳定状况,将模糊控制策略引入移动机器人运动控制系统中.通过分析比较不同的控制方法,设计了由速度误差率和速度误差变化率为控制系统的输入,移动机器人电机输出功率为控制系统的输出的双输入单输出的模糊逻辑控制器.通过仿真对比不同控制器所产生的移动机器人速度变化曲线,当移动机器人系统受到外界干扰时,对于原始控制器,PID控制器和模糊逻辑控制器速度变化的幅度分别为+26%,+13%,+4%.模糊逻辑控制器在处理外界干扰时在快速性和灵敏性上明显优于PID控制器和原始控制器,采用这种控制方法对移动机器人的驱动电机输出参数实现了模糊控制,达到了预期的工作性能要求.

变结构PID在锻造操作机控制系统中的应用

针对5T锻造操作机在运送锻件过程中由于惯量较大引起的大滞后现象,将变结构PID控制技术引入锻造操作机的运动控制系统中.通过分析比较不同形式的PID控制方法,设计了基于在不同的偏差情况下P,PI,PD分段控制的变结构PID控制器.通过仿真对比不同的PID控制器所产生的锻造操作机速度变化曲线,对于标准PID、积分分离PID、变结构PID控制器达到匀速的时间分别为12.8 s,10.6 s,4.5 s.变结构PID在快速性和稳定性上明显优于标准PID和积分分离PID控制器.采用这种方法对操作机电液调速系统控制得到了满意的控制品质并取得了较好的效果.

蚁群算法在无人驾驶智能车中的应用及改进

无人驾驶智能车的最优路径问题是路径规划的核心问题,而算法的选择是其关键。选用的是模拟仿生类蚁群算法,针对传统的蚁群算法在搜索时间和运算速度上还有待提高,我们从信息素的更新方式及局部搜索策略方面进行了改进,并且将虚拟路径这一概念应用于动态路径规划中。在考虑了多种状态参数后,我们得出结论是实际路径最短的不一定就是最优路径,还需要取决于各状态参数的取值,这样的改进满足了车载系统的一些实时性和可行性要求。

自适应模糊PID在中频弯管机温度控制中的应用

针对中频弯管机在温度控制过程中测量精度低、温度波动范围较大、干扰源多等问题,设计了一套中频弯管机温度控制系统.采用PLC控制技术,利用双色红外测温法,并将自适应模糊PID控制技术引入弯管机的温度控制系统中.实验结果表明:采用自适应模糊PID控制,中频弯管机温度控制范围最大波动为20℃,对温度进行每次1 ms的采集,测量误差小于1%,增强了系统的调节精度,并对采集数据进行实时显示和存储,满足实际应用的要求.

全自主移动机器人视觉系统图像分割方法研究

为了准确跟踪运动中的目标,完成对移动目标的实时跟踪,通过分析不同算法的特点,在视觉系统的软件设计中采用了基于HIS颜色空间的阈值分割法与种子区域生长法相结合的图像分割方法对目标进行分割与跟踪.对视觉系统图像识别与分割所涉及的关键技术包括颜色空间的选取和相应的分割算法进行了必要的分析与改进.实验结果表明这种方法可以对彩色图像进行准确分割.

变速积分增量式PID在气力除灰控制系统中的应用

针对除灰系统运行过程中管道内灰量的变化引起电机负载变化导致物料不能被顺利输送的问题,将增量式PID控制技术引入气力除灰控制系统中.根据偏差大小对控制系统的影响,设计了变速积分增量式PID控制器.通过仿真驱动电机转速与时间的响应曲线,对于变速积分增量式PID控制器达到匀速的时间为0.3s,在快速性和稳定性上都明显优于传统PID控制器.

模糊PID算法在定型机温控系统上的应用

针对传统PID算法在定型机热定型过程中易产生较大超调的问题.文中采用在传统PID控制基础上引入模糊控制理论,设计一个模糊PID温度控制器,重点介绍模糊PID算法设计过程.仿真与测试结果表明:模糊PID控制器调节时间短,超调量小于2℃,控制精度在±1℃范围内.

车载导航系统精确定位算法的优化

针对车载导航系统下定位的点转换到实际电子地图的过程中存在误差,通过改善坐标转换模型来提高车载导航系统的定位精度,在经典的平面转换算法的基础上,首先利用高斯投影把全球定位系统接收的(B,L)坐标转化成平面坐标(X,Y);其次根据最小二乘法,确定转换参数;同时把公共点本身误差作为随机参数处理,将转换参数作为非随机参数,利用最小二乘法配置建立转换模型,以得到稳定的参数估值,避免了公共点因分布不均引起的误差.与传统算法相比,实验结果验证了该算法具有更高的实时性和稳定性.

GPS导航系统下坐标转换及应用

为了减少GPS导航系统接受下来的经纬度数据在转换到电子地图过程中的转换误差,在七参数转换模型的基础上,分析不同公共点位置的分布对转换精度的影响,建立公共点分布密度和转换精度之间的关系.实验结果表明:在局部范围内合适公共点的分布和密度,使其转换误差小于0.4m.

变结构PID在铸坯去毛刺机中的应用

铸坯去毛刺机的液压升降机构的刀架辊重量较大,易引起滞后现象.为了使液压控制的刀架停在准确的设定位置,采用了变结构(Proportion Integration Differentiation,PID)控制方法.设计了位置误差在ξ1,ξ2,ξ3,ξ4不同偏差情况下选择P,PI,PID分段控制的变结构PID控制器.对系统响应时间与刀架的位置高度进行了仿真与实验.结果表明:变结构PID在快速性和稳定性上明显优于标准PID控制器,能够使刀架在2s内准确地停在设定的位置误差-2mm范围内.

基于SMS通信的直放站监控系统设计

论述直放站远程监控系统的方案、系统的组成、硬件的配置、软件设计、工作原理、功能以及技术性能。该系统通过下位机(MCU)采集各种模拟量和开关量,整理后由TC35手机模块发送到监控中心。如果出现故障,则直接发送到维修人员的手机上,显示故障信息。监控中心还可以对直放站进行设置和定时采集。

定型机拉幅控制系统研究

针对拉幅系统运行过程中拉幅张力的变化引起电机转速变化而导致织物不能被顺利定型的问题,将变结构遇限削弱积分PID控制技术引入定型机拉幅控制系统中。根据拉幅张力大小对控制系统的影响,得到不同的拉幅速度值和拉幅距离值。通过仿真张力与时间的响应曲线,对于变结构遇限削弱积分PID控制器达到给定张力时间为0.98 s,在快速性和稳定性上都明显优于传统PID控制器。

定型机温度张力控制系统研究

定型原材料铜网逐渐被聚酯网取代而导致生产工艺也随之改变,为了保证新生产工艺的产品质量和生产效率,通过改进定型机的控制策略,完善其控制能力.通过研究温度和张力的耦合关系,将专家自整定PID算法应用在定型系统中,对温度和张力进行控制.通过测试表明:采用该算法的新型定型系统,在满足温度对张力要求的同时使织物温度上升速度快,超调量小于2℃,且温度控制精度在±1℃范围内,从而提高了织物定型质量和生产效率.

水压试验机控制系统的算法研究和实现

对石油钢管高压试水过程中水压与油压的平衡跟踪控制问题,本文在钢管水压试验机计算机控制系统中,采用变结构PID算法和非线性控制实用控制算法对其跟踪控制,实现水压机安全可靠工作.该控制系统具有PLC电气控制和电液比例阀的液压控制,水压试验机实现在线测控,设置参数,数据库及管理打印功能.

基于激光雷达的道路边界检测的研究

针对在自然环境下无人驾驶智能车辆的道路检测问题:本文提出了一种基于激光雷达的道路边界检测算法,该算法依据道路区域与非路区域存在的高度跳变的特性,利用边界是直线形状的特征,首先分别出道路区域和非道区域提取出边界点信息,然后把得到的边界点进行阈值处理和均值滤波,最后利用线性分析拟合得到道路的边界信息。试验结果表明,该边界检测算法可靠性强,稳定性高,能够准确完成道路边界检测任务,满足实时系统的要求。

大口径弯管机控制系统建模与实现

为提高大口径中频弯管机的工作效率,对大口径中频弯管机的温度加热系统和推管速度系统进行详细分析,建立了温度加热系统和推管速度系统的传递函数并仿真,并将变速积分PID控制技术引入到弯管机推管速度控制系统中.仿真结果表明,加热温度的响应时间为2s,温度控制范围最大波动为15℃;推管速度的响应时间为1s,速度控制范围最大波动为3mm/min,增强了系统的调节精度.

激光雷达动态障碍物检测

为了解决在未知环境情况下障碍物运动状态的检测问题,提出一种基于激光雷达自主动态障碍物的检测方法.通过近邻域法和规则分类器算法对激光雷达检测的数据进行聚类;在此基础上分析了聚类障碍物的特征参数,利用聚类障碍物数据的置信区间关联性分析确定了障碍物的类型,对同一类型障碍物进行相对坐标转化分析确定了障碍物的速度、航向.实验结果表明;该方法能够在25ms内实现对车辆通行区域内的障碍物进行有效的聚类,从而实现对同一障碍物速度和航向的检测.