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基于位置约束的两轮驱动机器人路径跟踪控制方法
被引量:
7
1
作者
朱欣华
王健
+2 位作者
郭民环
姚速瑞
苏岩
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期680-685,共6页
两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过...
两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过左右轮的双闭环PID控制来约束两轮机器人的速度和位姿,同时,在期望路径附近建立矢量场,引入位置约束,促使两轮机器人在偏离期望路径时能够快速回归,完成路径跟踪任务。搭建了两轮驱动机器人硬件实验平台,实现了两轮驱动机器人的路径跟踪控制。实验结果表明,两轮驱动机器人能够准确跟踪期望路径,对于设置的一种较复杂路径跟踪实验,得出的各跟踪点的相对误差的均方差为0.86%,最大相对误差为3.64%。
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关键词
两轮驱动机器人
欠驱动系统
双闭环PID
矢量场
路径跟踪控制
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职称材料
基于MATLAB的双后轮机器人的路径识别与跟踪的研究
被引量:
1
2
作者
李记叶
张茂青
《苏州大学学报(工科版)》
CAS
2011年第3期55-62,共8页
以双后轮驱动机器人为对象,主要研究了其运动结构模型,并用MATLAB完成了对机器人路径识别与跟踪的仿真。采用了改进的PID算法来对机器人进行控制,使机器人能更好地运动。
关键词
PID
MATLAB
双后轮机器人
速轮分配
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职称材料
高地隙四轮独立驱动喷雾机路径跟踪模型预测控制
被引量:
3
3
作者
王子杰
刘国海
+3 位作者
张多
沈跃
姚震
张贺
《智慧农业(中英文)》
2021年第3期82-93,共12页
针对传统燃油驱动、前轮转向的高地隙喷雾机传动效率低、碳排放高、环境污染、智能化水平低、灵活性差等问题,本研究提出了一种适用于无人驾驶的高地隙四轮独立驱动(Four Wheel Independent Drive,4WID)喷雾机。其采用混合动力、前后双...
针对传统燃油驱动、前轮转向的高地隙喷雾机传动效率低、碳排放高、环境污染、智能化水平低、灵活性差等问题,本研究提出了一种适用于无人驾驶的高地隙四轮独立驱动(Four Wheel Independent Drive,4WID)喷雾机。其采用混合动力、前后双转向桥的4WID,转向半径小,前后轮的运行轨迹高度一致,能够减少田间植保作业时的压苗现象。考虑水田极端作业环境下驱动轮的滑移、陷坑等问题,基于喷雾机线性时变的运动学模型(LTV),构建了考虑驱动轮滑移的分层路径跟踪控制。上层模型预测控制(Model Predic⁃tive Control,MPC)器根据预期路径、车辆当前位置,获得喷雾机的转向角和运动速度,实现路径跟踪。下层以模糊控制和积分分离PID控制构建驱动轮滑移控制器,从而实现路径跟踪、运动速度、驱动轮滑移的有效控制,提高了喷雾机在复杂作业环境中的稳定性和路径跟踪精度。采用Adams/Matlab的联合仿真结果表明,在复杂的工况条件下,喷雾机驱动轮的滑移率依然控制在±20%之内,防止驱动轮发生过度滑移对车速和转向角产生不良影响,有利于喷雾机稳定性的提升。本喷雾机能够快速准确地跟踪期望路径,与未考虑驱动轮滑移的控制相比,能够适应更加复杂的工作环境,跟踪精度有明显提升。
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关键词
前后双转向桥
四轮独立驱动
模型预测控制
模糊控制
滑移
路径跟踪
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职称材料
题名
基于位置约束的两轮驱动机器人路径跟踪控制方法
被引量:
7
1
作者
朱欣华
王健
郭民环
姚速瑞
苏岩
机构
南京理工大学
出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期680-685,共6页
基金
上海市产业转型升级发展专项(GYQJ-2017-5-01)
文摘
两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过左右轮的双闭环PID控制来约束两轮机器人的速度和位姿,同时,在期望路径附近建立矢量场,引入位置约束,促使两轮机器人在偏离期望路径时能够快速回归,完成路径跟踪任务。搭建了两轮驱动机器人硬件实验平台,实现了两轮驱动机器人的路径跟踪控制。实验结果表明,两轮驱动机器人能够准确跟踪期望路径,对于设置的一种较复杂路径跟踪实验,得出的各跟踪点的相对误差的均方差为0.86%,最大相对误差为3.64%。
关键词
两轮驱动机器人
欠驱动系统
双闭环PID
矢量场
路径跟踪控制
Keywords
two-
wheel
-
drive
robot
underactuated system
double
closed-loop PID
vector field
path tracking control
分类号
U666.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
基于MATLAB的双后轮机器人的路径识别与跟踪的研究
被引量:
1
2
作者
李记叶
张茂青
机构
苏州大学机电工程学院
出处
《苏州大学学报(工科版)》
CAS
2011年第3期55-62,共8页
文摘
以双后轮驱动机器人为对象,主要研究了其运动结构模型,并用MATLAB完成了对机器人路径识别与跟踪的仿真。采用了改进的PID算法来对机器人进行控制,使机器人能更好地运动。
关键词
PID
MATLAB
双后轮机器人
速轮分配
Keywords
PID
MATLAB
the double rear wheel drive robot
the
attribute of
the
wheel
speed
分类号
TM753 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
高地隙四轮独立驱动喷雾机路径跟踪模型预测控制
被引量:
3
3
作者
王子杰
刘国海
张多
沈跃
姚震
张贺
机构
江苏大学电气信息工程学院
出处
《智慧农业(中英文)》
2021年第3期82-93,共12页
基金
国家自然科学基金项目(51975260)。
文摘
针对传统燃油驱动、前轮转向的高地隙喷雾机传动效率低、碳排放高、环境污染、智能化水平低、灵活性差等问题,本研究提出了一种适用于无人驾驶的高地隙四轮独立驱动(Four Wheel Independent Drive,4WID)喷雾机。其采用混合动力、前后双转向桥的4WID,转向半径小,前后轮的运行轨迹高度一致,能够减少田间植保作业时的压苗现象。考虑水田极端作业环境下驱动轮的滑移、陷坑等问题,基于喷雾机线性时变的运动学模型(LTV),构建了考虑驱动轮滑移的分层路径跟踪控制。上层模型预测控制(Model Predic⁃tive Control,MPC)器根据预期路径、车辆当前位置,获得喷雾机的转向角和运动速度,实现路径跟踪。下层以模糊控制和积分分离PID控制构建驱动轮滑移控制器,从而实现路径跟踪、运动速度、驱动轮滑移的有效控制,提高了喷雾机在复杂作业环境中的稳定性和路径跟踪精度。采用Adams/Matlab的联合仿真结果表明,在复杂的工况条件下,喷雾机驱动轮的滑移率依然控制在±20%之内,防止驱动轮发生过度滑移对车速和转向角产生不良影响,有利于喷雾机稳定性的提升。本喷雾机能够快速准确地跟踪期望路径,与未考虑驱动轮滑移的控制相比,能够适应更加复杂的工作环境,跟踪精度有明显提升。
关键词
前后双转向桥
四轮独立驱动
模型预测控制
模糊控制
滑移
路径跟踪
Keywords
front and
rear
double
steering axles
four-
wheel
independent
drive
model predictive control
fuzzy control
slip
path tracking
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于位置约束的两轮驱动机器人路径跟踪控制方法
朱欣华
王健
郭民环
姚速瑞
苏岩
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
7
下载PDF
职称材料
2
基于MATLAB的双后轮机器人的路径识别与跟踪的研究
李记叶
张茂青
《苏州大学学报(工科版)》
CAS
2011
1
下载PDF
职称材料
3
高地隙四轮独立驱动喷雾机路径跟踪模型预测控制
王子杰
刘国海
张多
沈跃
姚震
张贺
《智慧农业(中英文)》
2021
3
下载PDF
职称材料
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