基于等价输入干扰的不确定离散时间系统预见重复控制

针对一类具有外部干扰的不确定线性离散系统,提出一种基于等价输入干扰(equi-valent input disturbance,EID)补偿的预见重复控制设计方法。首先,为了在提高系统跟踪精度的同时对外部干扰进行主动抑制,提出一种前向通道包含预见和重复控制器、反馈通道包含EID补偿的多自由度系统结构。然后,利用T阶差分算子,获得包含目标信号预见信息、重复控制器输出以及重构干扰的增广离散系统。于是,设计控制器的问题,变成了离散系统在二次性能指标下的稳定性问题。进一步,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)处理技巧,得到系统稳定性条件,进而获得控制器参数化方法。最后,数值仿真验证了所提方法的有效性。

基于预瞄时间自调整控制智能车辆横向轨迹跟踪研究

提出了一种基于预瞄时间自调整控制的四轮转向(4ws)智能车辆横向轨迹跟踪算法.针对轨迹跟踪精度问题,建立了预瞄时间自调整控制驾驶员模型,调整预瞄时间,采用滑模控制对前轮进行控制.针对跟踪过程中行驶稳定性较差等问题,后轮转向采用横摆角速度反馈控制策略.在Carsim与Simulink联合仿真平台下进行单移线工况下的仿真,仿真结果表明:预瞄时间自调整控制在低速时的跟踪精度比固定预瞄时间控制提升55%,高速时提升5%.后轮转向采用横摆角速度反馈控制的质心侧偏角比采用前馈控制在低速时减小了21%,高速时减少了54%,验证了所提出的控制算法,提高了转向过程中的行驶稳定性和横向轨迹跟踪能力.

基于预瞄时间的斯坦利控制算法

斯坦利算法以前轮中心为误差基准,缺乏人类前视驾驶特性,导致方向频繁修正。同时,当前自动驾驶仿真方法与平台在拟真度上的局限,难以有效验证算法改进的实际效果。文章提出了一种最优预瞄理论与斯坦利控制算法相结合的“预瞄-斯坦利”控制算法,首先基于Carla仿真平台,创建了虚拟组合导航模块和车辆控制器局域网(CAN)通信模块;然后,建立了自动驾驶域控制器在环的仿真平台,并将“预瞄-斯坦利”算法部署在自动驾驶域控制器中进行了在环测试;最后进行了真实物理场景下的实车测试验证。结果可知,一方面通过对比硬件在环仿真和实车测试结果中的“斯坦利-实车”与“预瞄-斯坦利-实车”横向误差,表明了“预瞄-斯坦利”算法整体误差小于斯坦利算法;另一方面对比“预瞄-斯坦利-仿真”与“预瞄-斯坦利-实车”横向误差,验证了所创建的硬件在环系统的准确性和拟真度。

基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制

针对汽车在高速行驶过程中突然爆胎极易引发严重交通事故的问题,文章提出一种基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制方法。在单点预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法,通过预测未来一段时间内不同预瞄时间的车辆运行状况,将道路边界约束添加为约束条件设计优化函数,选取合适的预瞄时间,提高车辆的行驶稳定性;采用滑模控制理论设计主动转向控制器,根据爆胎前、后横摆角速度偏差对车辆前轮转角进行补偿,以解决爆胎导致的车辆横向偏航问题。在CarSim与Simulink联合仿真平台下进行的仿真验证结果表明,该文提出的控制方法可以使爆胎车辆基本保持在原路径上行驶,有效提高了车辆的稳定性和安全性。

基于二维码技术的开放实验模式设计与实践

针对学生不熟悉实验内容和设备操作、自主开展实验困难等问题,提出了基于二维码技术的开放实验教学模式。通过将实验方案、实验设备功能参数和操作流程、常见问题解决方案等信息制成二维码,为学生提供实验预习指导、实时答疑辅导以及开放实验安全培训,从而实现实验室开放共享的全过程辅导和管理。实践证实,该模式有助于提升使用者的学习效果,提升其开展设计性、综合性实验的能力。

预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型

驾驶员模型是汽车动力学仿真和控制算法开发中的重要环节。在极限工况下汽车动力学稳定性仿真与控制中,为模拟驾驶员在人-车-路复杂系统中对汽车的操纵特征,要求驾驶员模型能够在复杂道路与整车稳定性约束条件下完成驾驶操作,而不是单纯的路径预瞄跟踪。在最优预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法。该算法根据不同的预瞄时间,预测将来一段时间内车辆运行情况,并根据所设计的优化函数,选取合适的预瞄时间使得车辆稳定通过测试路径。对所开发的驾驶员模型进行仿真测试,结果表明,预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型能够在复杂道路、极限工况、有边界约束条件下完成驾驶操作。

基于时间系数的单点预瞄驾驶员模型分析

本文中建立了一种车辆新的单点预瞄驾驶员模型,分析了预瞄时间和误差反馈系数对跟踪效果的影响。提出稳态误差存在的根本原因是"纵向预瞄时间和侧向加速时间没有解耦"的假设。通过增设表征侧向加速时间与纵向预瞄时间之间关系的时间系数F,该模型在保证系统振动频率可调的前提下,可无差地跟踪给定的弧形弯道。

考虑时变输入时滞及频段约束的车辆主动悬架预瞄控制

针对预瞄控制中存在的输入时滞现象,提出一种时滞相关的有限频域线性变参数控制器设计方法,用于解决存在输入时滞及时变速度的汽车主动悬架预瞄控制问题。在控制器设计中,应用Padé方法将控制方程扩维为含路面预瞄信息的状态空间形式。用有限顶点的多胞形结构处理速度的时变性。以线性不等式的形式给出了控制器设计准则。区别于传统的全频域时滞相关的H∞控制,以车身加速度的有限频域H∞范数为优化性能指标,使其在关心频段内取得最小的能量增益值,同时保证相关的时域约束条件。通过数值算例及试验表明,在存在输入时滞的情况下,该方法能取得比无预瞄控制保守性更小的结果,舒适性得到了显著的提高。

预见控制理论及其应用的研究综述

预见控制是一种可以充分利用系统已知的未来信息的控制方法。它能够设计出具有信息补偿功能的控制器,从而有效减小系统的静态误差,提高系统的跟踪水平和响应速度。在未来信息可预见的领域,预见控制得到了越来越多的应用。从预见控制的提出背景和理论基础出发,以离散时间定常系统和连续时间定常系统的预见控制器设计为例说明了预见控制技术在系统中的实施过程。对预见控制理论及其应用的研究现状进行了系统的总结,阐述了预见控制理论及其应用在国内外的发展情况,并指出了预见控制理论目前存在的问题和今后的研究方向。

驾驶员预瞄时间与公路弯道半径的耦合特征

为了研究驾驶员预瞄时间与公路弯道半径耦合特征对汽车操纵稳定性的影响,建立了人-车-路系统动力学模型,通过基于实际道路数据的仿真试验,分析了驾驶员预瞄时间和弯道半径对汽车动力学特征和路径跟踪情况的影响,验证了模型的正确性.利用相轨迹变化、轮胎侧向力、汽车行驶轨迹偏差、车身姿态变化、汽车状态变量(纵向速度、侧向速度、横摆角速度)参数,分析了驾驶员预瞄时间和公路弯道半径的耦合特征对汽车操纵稳定性的影响.结果表明:驾驶员预瞄时间与公路弯道半径存在显著的耦合特征,当汽车的纵向速度、道路横坡度相同时,随着驾驶员的预瞄时间缩短,汽车安全运行所需的弯道最小半径增大.

线性连续时滞系统最优预见重复控制

针对一类线性连续时滞系统,提出一种最优预见重复控制设计方法.首先,通过一种等价变换,将被控时滞系统转化为无时滞系统.然后,利用L阶差分算子提升技巧,获得包含状态变量导数和跟踪误差的增广连续系统.在此基础上,通过定义一种新的性能指标,将预见重复控制设计问题转化为连续非自治系统的线性二次调节问题.进一步,基于最优控制理论,得到包含状态反馈、误差积分、重复控制、时滞补偿和预见补偿的最优预见重复控制器.该控制器包含了已有文献的多种控制器形式.最后,通过一个数值仿真实例,说明所提方法的有效性.

考虑控制时滞的车辆主动悬架随机预瞄控制

采用随机预瞄控制策略对存在控制时滞的车辆主动悬架系统进行了研究。路面不平度被看作过滤白噪声随机过程,通过安装在车辆前部的预瞄传感器来量测车轮前方一定距离的路面变化信息。在控制器设计中,采用包含车身加速度、悬架动行程、轮胎动位移和控制力加权的连续形式性能指标,假定只有部分状态变量可以量测,而且量测噪声不能忽略。通过将连续形式的状态方程和性能指标进行离散化,并对状态向量和量测向量进行增维,这种考虑控制时滞的基于输出反馈的随机最优预瞄控制问题可以转换为不显含时滞和预瞄时间的标准LQG控制问题。数值仿真结果表明,对存在时滞的车辆悬架系统进行预瞄控制器设计时,时滞量应该得到重视,尤其是在时滞量较大时。如用不考虑时滞时所设计的控制器对存在时滞的车辆悬架系统进行控制,悬架系统可能发生不稳定现象,而且预瞄时间的增长还可能导致控制效果的恶化。

驾驶员前视行为特性的动态变化规律

为了准确描述驾驶员前视预瞄行为随车速及道路曲率动态变化的特性,文章开展了在不同道路曲率和车速下的驾驶员前视距离实车场地试验测试,建立了车速—道路曲率—驾驶员前视时间的关系曲线,并将其应用于人—车—路闭环仿真中,进一步提高了驾驶员方向控制模型与真实驾驶员操纵行为的一致性。

多重采样离散时间系统的最优预见伺服控制器设计

研究了具有多重采样特点的离散时间控制系统,对这类系统给出了一种最优预见控制器的设计方法.首先利用离散时间系统提升技术,把多重采样离散时间系统转化成单一采样的扩大系统.然后利用构造扩大误差系统的方法引入积分器.再对扩大误差系统应用通常的线性二次型最优预见伺服系统设计方法设计控制器,从而得到原系统的多重采样最优预见控制器.

可控前置时间的连续盘点联合库存策略研究

鉴于控制前置时间对精益生产系统的重要性,在考虑买方与卖方合作的同时,扩展Goyal生产批量交货的假设,假设需求服从正态分布,以订购数量、运送次数与前置时间为决策变量,建立前置时间可控制的联合库存模型以确定适当的库存水平,使得库存总成本最小化,且可以通过协商在买卖双方之间进行节省成本的分配。进行了数值范例,并将联合库存模型与Banerjee模型、Goyal模型进行了比较。

基于DirectShow技术船用钢板图像采集设计与实现

基于DirectShow技术,在Windows平台下构建测量船用钢板三维尺寸的图像采集系统,为大尺寸物件的测量提供了一种信息采集方案.首先分析了DirectShow技术基本体系,接着介绍了该系统的应用环境整体布局以及采集系统总体设计方案,其次通过对常见的视频采集卡进行分析,给出了针对USB摄像头,基于MFC框架的图像采集系统实现过程,包括设备Filter的构建,Filter Graph结构设计,开发了本系统所用到的抓图Filter,实现对应用环境画面的实时监控和采集,通过实验表明设计方案的可行性和正确性.

不确定线性离散时滞系统的保性能预见重复控制

针对一类不确定线性离散时滞系统,提出一种保性能预见重复控制器的设计方法。通过在前向通道中引入重复控制器来提高系统的跟踪精度,利用L阶差分算子构造包含预见信息但不含时滞的增广误差系统,将保性能预见重复控制器的设计问题转化为输出反馈调节问题。运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到保证闭环系统渐近稳定的充分条件。用数值仿真来说明目标值预见补偿对不确定离散时滞系统的控制效果。

驾驶员模型在制动到零仿真中的应用

驾驶员模型技术在人-车闭环系统评价及智能交通系统研究中具有广泛的应用价值,但在极限仿真工况下,如大侧向加速度、低附着系数与制动到零等仿真的应用中还存在一些问题。预瞄-跟随系统的基本理论是确定驾驶员模型参数的理论基础。当在低速情况下进行两自由度车辆模型与复杂车辆模型等效时,等效模型参数Tq1小于零,导致驾驶员模型的预瞄时间小于零,进而驾驶员模型的预瞄距离小于零,使得驾驶员模型在进行预瞄点位置搜索时得不到预瞄点的位置。分析了驾驶员模型在制动到零仿真中存在的问题,采用低速时延长驾驶员模型延迟时间的方法。仿真结果表明这种方法有效的解决了驾驶员模型在低速及直线与转弯制动到零仿真中的应用问题。

4种评估量表在早期识别脑卒中病人中的应用价值探讨

[目的]探讨辛辛那提院前卒中评分量表(CPSS),洛杉矶院前卒中评分量表(LAPSS),面、臂、语言、时间评分量表(FAST)及急诊脑卒中识别评分量表(ROSIER)在急诊预检分诊中早期识别脑卒中病人中的应用价值。[方法]选择在某院进行就诊的100例疑似脑卒中病人为观察对象,对所有病人采用CPSS、LAPSS、FAST及ROSIER量表分别进行评估,对比该4种量表在应用过程中的准确率、医护满意度及耗时长短。[结果]FAST量表的满意度及耗时相对具有优势,但阳性率最低;LAPSS量表的满意度及阳性率最高,但耗时较长;CPSS量表的满意度、阳性率及耗时均为第三;ROSIER量表的耗时最长,阳性率相对较高,但其满意度相对较低。[结论]4种量表在急诊预检分诊中对于早期识别脑卒中病人具有一定应用价值,在应用过程中可考虑针对病人实际情况进行合理选择使用。

一类线性离散广义系统最优预见控制器设计

提出一类广义线性离散系统的预见控制问题。首先,利用差分算子构造扩大误差系统,然后通过引入一些恒等式,把可预见的目标信号的差分也包含在扩大误差系统的状态向量中,把所考虑的广义系统的预见控制问题转化为一个形式上的普通广义系统的控制问题。由熟知的广义系统最优控制理论的结论,得到广义系统的带有预见作用的控制器。对扩大误差系统的R-能稳性和能检测性进行了详细讨论。