导盲系统方向与速度综合控制及FPGA实现

以预瞄与跟随理论为基础,设计了以FPGA为控制核心的导盲小车控制系统,可实现正常盲道行进、障碍物避障行进和红绿灯识别行进控制,为盲人出行提供安全保障.系统首先建立了基于平面几何约束的角度与速度综合控制模型,在此基础上提出了一种适于FPGA实现的基于模糊规则的自校正舵机控制算法,进而实现对导盲小车的方向与速度综合控制.本设计首先在Matlab环境下进行建模与调试,调试成功后运用Quartus II对控制器进行设计与仿真.实验证明该系统具有很强的实时性与可靠性,可极大程度的保障盲人出行的安全.

运用改进PSO算法的驾驶员自适应方向与速度综合控制优化研究

以经典的路径与单一变化的车速进行描述,遵循行驶误差最小与体力负担最小原则,建立以模糊PID控制器为基础的改进粒子群算法优化驾驶员方向与速度综合控制模型。利用改进的PSO算法自动寻优能力对模糊PID控制器的比例因子和量化因子进行离线优化设计,获得了比较精准的控制效果。模拟操作熟练的驾驶员驾驶汽车的过程。结果表明:相比于标准PSO模糊PID算法,改进PSO优化的模糊PID算法取得了更好的控制效果,能很好地描述驾驶员驾驶汽车侧向运动的特性,纵向速度跟随效果也较好。

基于速度与方向控制的汽车驾驶员模型设计

基于"汽车-道路-驾驶员"的闭环动力学研究对提高赛车的操纵稳定性和提高比赛成绩具有重要的意义。基于方向与速度控制建立驾驶员模型,在特定的8字绕环和双移线赛道进行赛车操纵稳定性仿真和分析。首先在Car Sim中选择合适的赛车模型,并提取其重要参数,其次依据8字赛道数据和双移线赛道数据建立Car Sim赛道模型,然后再研究驾驶员模型理论,在Simulink中建立方向和速度控制的驾驶员模型,最后集成Car Sim与Simulink联合仿真,分析驾驶员对赛车操纵稳定性的影响。

基于加速度反馈的任意道路和车速跟随控制驾驶员模型

建立一个高效的能够适应复杂汽车行驶工况的驾驶员模型是进行'人—车—路'闭环仿真的关键。利用离散的数表方式对驾驶员跟随的任意道路路径和车速进行描述。以此为基础,提出任意路径下的预瞄点搜索算法,使'预瞄—跟随'驾驶员建模理论可应用于任意道路路径和车速的跟随控制。根据车速变化不断更新侧向加速度增益,实现驾驶员模型方向控制和速度控制的解耦。通过引入加速度反馈,建立一个简单而有效的跟随任意道路路径和车速的方向与速度综合控制驾驶员模型。仿真表明该驾驶员模型具有良好的路径与车速跟随精度。

基于简化模型的阀控液压缸活塞运动速度控制方法的研究

对阀控液压缸活塞运动速度的有效控制,有利于提高液压伺服系统的工作精度。设计一种与非线性摩擦力相关的简化模型,用以对液压缸活塞运动速度进行控制。分析比例方向阀控制的液压缸的结构,建立比例方向阀的闭环传输函数。通过液压缸两个腔室的压差,计算比例方向阀中液压介质的体积流量方程,并在此基础上求取液压缸压力值的连续方程,进而得到了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的全阶模型。最后,在闭合的液压回路中,通过负载的压力值,简化了液压缸压力值的连续方程,从而求取了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的简化模型。实验中,利用此方法对方波、正弦波以及随机激励信号产生的目标速度进行了追踪测试。测试结果显示:此方法相比滑模控制方法,在对方波、正弦波以及随机激励信号下产生的目标速度进行追踪时,追踪误差分别减少了9.2%、11.22%以及11.13%。说明此方法能够对液压缸活塞运动速度进行准确的控制。

全方向康复步行训练机器人的跟踪控制

针对全方向康复步行训练机器人在跟踪运动过程中x轴、y轴和方向角各轨迹之间存在强耦合的问题,提出了速度跟踪控制器设计方法,从而使全方向康复步行训练机器人能同时实现各个方向理想的跟踪效果.在全方向康复步行训练机器人动力学模型和运动学模型的基础上,采用输入-输出线性化方法,通过模型解析推导出四轮转速与其驱动力间的解耦状态方程,设计速度跟踪控制器,实现速度的解耦控制.将速度控制器与非线性反馈控制律相结合,可以实现对运动轨迹的跟踪.仿真实验表明,本文方法具有一定的有效性,解决了传统跟踪过程中不能同时实现运动速度和运动轨迹跟踪的问题.

智能车辆设计中驾驶员模型回顾与展望

回顾智能车辆设计中驾驶员模型的发展历程,根据不同的应用类型,将其分为方向控制、速度控制和方向速度综合控制模型,其中方向控制驾驶员模型包括补偿跟踪模型、预瞄跟踪模型和智能控制模型。对不同应用类型中具有代表性的驾驶员模型进行介绍,阐述各类模型的研究过程,讨论各类模型的结构特点和在智能车辆设计过程中的应用。展望了智能车辆设计中驾驶员模型的发展方向。

动态矩阵控制在飞翼无人机自动着陆时的应用

进场着陆是飞行的复杂阶段,虽然仅占整个飞行的2%～3%,却大约有1/3的飞行事故发生在此阶段。无尾飞翼无人机着陆下滑时对飞机的速度和姿态具有很高的精度要求,但有时仅靠油门控制飞行速度不能满足要求。针对这一情况设计了一种升降舵加阻力方向舵模型预测控制系统。先采用PID控制加快被控对象的响应速度,在此基础上建立基于动态矩阵控制(DMC)算法的模型预测控制器。DMC的在线优化和反馈校正等特点有效地提高了系统的整体性能。仿真结果表明,与经典PID控制器相比,该系统能够更好地跟踪下滑轨迹,提高无人机的动态响应,并且严格控制下滑速度。

汽车驾驶员模型的研究现状及发展趋势

汽车驾驶员模型是汽车交通安全、智能交通系统、汽车自动驾驶和车辆巡航等技术的基础研究内容和关键环节之一。按照汽车驾驶员模型的研究方向及应用,将驾驶员模型分为基于人—车—环境闭环系统汽车操纵稳定性的驾驶员模型、基于智能交通系统的驾驶员行为模型和基于交通安全的驾驶员疲劳模型等类型,综述了上述各类汽车驾驶员模型的研究现状,对各类驾驶员模型存在的不足进行了分析论述,并展望了汽车驾驶员模型的发展方向及趋势。

低空突防任务下综合飞行/推进系统的建模与仿真

建立了综合飞行 /推进系统的数学模型 ,介绍了飞机全维非线性数学模型和涡轮风扇发动机非线性部件级数学模型的建模及综合方法。对飞机执行地形跟随任务时 ,飞行员调节飞行速度的方法与基于总能量的调节飞行速度的方法进行了比较。结果表明 ,基于总能量的方法比飞行员直接控制飞行速度能够减小发动机的燃油消耗 ,降低发动机的磨损 ,进而可以增加飞机的航程 ,延长发动机的使用寿命。

“力与运动”综合练习题

一、选择题1.关于惯性下列说法中正确的是A.物体不受力或所受的合外力为零才能保持匀速直线运动状态或静止状态。

驾驶员稳态预瞄动态校正假说

针对汽车运动学和动力学自身的特点及驾驶员对其的理解和认识 ,基于预瞄跟随理论和预测控制理论 ,在驾驶员行为建模中作出了汽车运动学和动力学特性的分隔处理 ,提出了驾驶员稳态预瞄动态校正假说 ,并结合仿真计算和驾驶模拟器实验论证了假说的合理性和有效性。

高速公路交通拥堵状态下限速策略

高速公路发生交通拥堵或事故不及时处理容易引起二次拥堵或事故,影响高速公路交通安全。通过分析VSL控制模型和动态交通流模型的不足之处,引入等价速度模型建立分段限速控制的综合模型。该改进模型能够更好地反映高速公路交通流的实时运行状态,并依托高速公路监控系统制定分段限速控制策略,实现高速公路交通流的平滑过渡,降低二次拥堵及事故概率,保障高速公路交通安全,减少人员伤亡和经济损失。

高中物理轻弹簧问题的求解方法浅析

轻弹簧是高中阶段一种常见的物理模型.由于弹簧的特性,弹簧在与其他物体所组成的系统的运动状态具有很强的综合性,在弹簧伸缩过程中不仅要综合考虑力和加速度,还会涉及做功和能量转换以及动量和冲量的概念和规律,因此,轻弹簧模型可以有效考查考生的分析能力以及综合能力.