基于改进预瞄跟随算法的新能源汽车转向控制研究

为了解决传统预瞄跟随算法应用于新能源汽车转向控制导致在转弯曲率过大路况下车辆易脱离路径的问题,对预瞄跟随算法改进并应用于汽车转向控制中,将预瞄点设定为当前车速下经过时间T到达的路径上的点,采用预瞄跟随最优曲率驾驶员模型的预瞄点快速搜索,并将改进算法在Dymola软件构建的新能源汽车转向控制模型上进行验证。和传统预瞄跟随算法相比,改进预瞄跟随算法对新能源汽车具有良好的目标路径跟随精度。改进预瞄跟随算法对新能源汽车转向控制开发具有一定的参考价值。

基于自适应预瞄前馈控制的智能车辆路径跟踪研究

为提高智能车辆在路径跟踪控制时的跟踪精度和稳定性,设计了自适应预瞄前馈LQR控制器,并将之应用于路径跟踪控制。首先,基于二自由度车辆误差模型设计了LQR反馈控制器;随后,基于最小二乘拟合法,以车辆平缓进行路径跟踪为目标,规划虚拟跟踪路径,并根据虚拟跟踪路径曲率、车辆车速和虚拟路径相对航向偏差设计了自适应预瞄算法;以此建立了自适应预瞄前馈LQR控制器。最后,通过Carsim-Simulink联合仿真试验测试控制器性能。结果表明,在双移线测试工况中,设计的控制器具有较好的路径跟踪效果。

无人碾压机轨迹跟踪算法及能耗规律研究

无人碾压机是降低人工作业负担、改善碾压作业品质和效率的重要技术途径.但由于碾压机吨位高、转向阻力大,且经常工作在复杂非结构路面上,常规车辆轨迹跟踪算法的能耗通常较高,影响了控制系统的电能平衡、可靠性以及综合能效.为此,针对运行在水电大坝上的无人碾压机,提出了面向节能的串级抗扰轨迹跟踪算法,同时研究了该算法对无人碾压机转向系统能耗的影响规律.首先,针对碾压机高吨位造成的转向速度慢、寻迹易超调的问题,采用位置预瞄算法对转向系统进行提前控制,进而减少超调量,降低能耗.其次,针对车辆受路面起伏干扰定位量测噪声大的问题,提出了车身姿态校正算法,通过测取无人碾压机前、后车身的横滚角对定位结果进行修正,减少噪声干扰,降低能耗.最后,为定位中小幅度高频噪声的干扰,通过采用非线性误差反馈控制律控制,降低方向盘在小距离误差带内的高频波动,实现转向系统节能.在水电大坝建设现场开展了实车试验,结果表明;①采用优化的预瞄距离与无预瞄的标称控制器相比,可降低转向电机能量消耗24.7%,使得轨迹跟踪精度稳定在±0.15 m;②采用姿态校正算法可以减少转向电机29.2%的能量消耗,并将轨迹跟踪精度改善了33.0%;③采用非线性误差反馈控制律在距离误差无明显恶化(0.06 m内)情况下,可降低转向电机能耗31.8%.

高地隙植保机辅助驾驶系统设计与试验

针对高地隙植保机作业时驾驶员视野较差导致压苗伤苗的问题,提出了一种辅助驾驶方法。以某高地隙植保机为研究对象,设计了一套人机辅助驾驶系统。首先详细阐述了辅助驾驶系统的液压系统设计方案,在此基础上进行了转向系统结构改进;其次基于预瞄算法和二自由度车辆转向模型,进行转向系统前轮转角控制研究;最后基于LabVIEW软件创建了辅助驾驶控制系统。在0.5m/s的速度条件下,分别在水泥路面和玉米田间环境下进行了试验,试验结果表明,水泥路面条件下,辅助驾驶系统直线路径跟踪偏差均值为5.2cm、标准差为3.4cm;玉米田间行驶条件下,辅助驾驶系统的跟踪偏差均值为6.8cm、标准差为4.8cm;设计的辅助驾驶系统在宽行种植作物中具有良好的实用性。