基于自适应预瞄的履带式无人车轨迹预测控制

针对履带式无人车采用纯跟踪算法进行轨迹跟踪控制时轨迹适应能力差及跟踪精度低等问题,提出了基于轨迹预测的自适应预瞄跟踪控制算法。首先建立基于瞬时转向中心的运动学模型,并基于该模型和无迹卡尔曼滤波算法对履带式无人车进行滑动参数估计及轨迹预测;然后构造代价函数,利用轨迹预测结果在多个预瞄点中选择代价最小的预瞄点用于无人车纯跟踪控制;最后利用Simulink/Recurdyn进行仿真。结果表明,该算法可有效提高纯跟踪控制器的控制效果。

基于自适应卡尔曼滤波的侧滑移动机器人运动模型估计

精确实时在线的运动模型对于侧滑移动机器人的运动控制和轨迹规划至关重要,相比于离线模型估计,该文在基于速度瞬心(ICRs)的侧滑移动机器人运动学模型基础上,采用扩展卡尔曼滤波(EKF),在同一特定地形下在线准确得到ICRs的参数值;并针对不同的地形情况,采用k-近邻法对地形进行分类,实时判别机器人当前运行的路面,采用自适应的卡尔曼滤波器(AKF)调整滤波器参数。仿真和实验对比表明,该方法在同一地形和变化地形下均能快速估计出侧滑移动机器人的运动学模型,收敛时间均为3 s以内,可以满足实际使用的需要。

行星齿轮传动速度分析的瞬心——速度矢量法

将瞬心分析与速度矢量法相结合的瞬心—速度矢量法较转化机构法更为清晰、明了、直观。仅通过定性速度分析便可清晰地了解行星齿轮传动机构中诸构件的运动形态。应用此方法,可定性地绘制出行星齿轮传动机构速度分析图谱。从而为行星齿轮传动机构的选型设计和定性分析提供了极大方便。应用此法还可动态地解释差动、行星、定轴轮系间的有机联系;并可从本质上解释清楚用转化机构法难以解释的一些现象。

动力学与瞬时转向中心求解下的4WIS车辆的转向控制方法

为了提高四轮独立转向(4WIS)车辆的转向控制性能,建立4WIS车辆的二自由度动力学模型,求解4个车轮与参考轮之间的转向角关系。在车辆坐标系中建立车轮的运动学模型,通过对车辆瞬时转向中心(ICR)的求解得出各车轮的实时运动学误差表达式,在此基础上提出了一种"动力学-运动学"复合控制策略:依据动力学计算,得出4个车轮的转向角与参考轮之间的约束关系,通过构建网络控制系统,各车轮同时跟踪目标运动轨迹,提高转向控制系统的响应速度;实时运动学误差将各车轮转向角进行虚拟连接,4个车轮协同运动提高了转向控制的平稳性与鲁棒性。仿真结果表明,该控制策略对各车轮进行协调控制,使车辆运动实时满足动力学与运动学要求,具有运算简单、响应速度快、鲁棒性强等特点。最后通过实车实验验证了控制策略的有效性。

刚体转动瞬心极迹动态关系的演示教具

介绍一种演示刚体平面平行运动转动瞬心极迹动态关系的教具 ,可清晰的在一幅画面上演示瞬心位置移动所描绘出的空间极迹和本体极迹以及三者之间的动态关系 .教具结构简单易于制作 。

一种分析瞬心加速度的简单几何方法

给出分析速度瞬心之加速度的一个简明方法,它只使用了刚体平面运动的速度瞬心法、加速度的定义和曲率的定义.

多边形对象四指抓取规划方法

利用瞬心三角形概念和性质表示平面四指抓取的形封闭性,建立平面四指抓取方案的形封闭性的判别方法,建立四条边界上是否存在形封闭的抓取接触点位置的判断方法。研究了多边形对象的四条抓取边界上的手指接触位置分布的自动规划问题。该方法可以建立满足形封闭条件的四个手指位置的函数关系,为机器人抓取的质量评价提供数学基础。

刚体绕瞬心的转动方程的计算机模拟

在《大学物理》上曾对刚体绕瞬心的转动方程进行过广泛深入的讨论,这些讨论都是建立在解析分析的基础上.本文则用计算机模拟的方法研究这个方程.计算机模拟的结果不仅形象直观地表现了公式的丰富内涵,也证明计算机模拟是教学研究的一种优秀工具.

基于容积滤波的机器人运动模型估计方法

针对履带式机器人运动模型控制问题,提出了一种考虑履带侧滑移运动的容积滤波模型估计方法.首先,充分分析了不同路面附着力对履带运动特性的影响,建立了满足惯性动力学特征的惯性速度瞬心(ICRs)运动模型;然后,在容积卡尔曼滤波的框架内,详细分析了侧滑移运动模型估计实现原理和步骤.计算机仿真结果表明该方法具有有效性和优越性.

基于扩展H_∞滤波农业机器人滑移运动模型估计

针对履带式农业自动化机器人侧滑运动控制问题,提出了一种基于扩展H_∞滤波的滑移运动模型估计方法。首先,给出了机器人侧滑转向的速度瞬心(ICRs)运动模型,并针对不同的运行路况进行双模态并行估计实现。接着,针对不同路况进行了实现分析。固定路况下,采用扩展H_∞滤波(EHF)在线实时估计ICRs参数值;时变路况下,首先采用k均值聚类对运行路况进行类别划分,然后针对划分的类型进行EHF估计。仿真和实验结果表明,该估计方法在固定路况和时变路况下均能快速估计侧滑机器人的运动学模型,保持了较高的拟合精度。

基于B样条曲线的4WIS电动汽车转向模式动态切换与控制方法

为了实现四轮独立转向(Four Wheel Independent Steering,4WIS)电动汽车的转向模式不停车动态切换,充分利用4WIS电动汽车的冗余控制自由度,对转向模式切换过程与控制方法进行建模与仿真研究。在切换方法上提出了一种基于B样条曲线的车轮轨迹规划方法,在此基础上实时计算4个独立车轮的运动轨迹。仿真结果表明,该方法能够实现4WIS电动汽车转向模式的不停车平滑切换,切换过程中动力学参数满足要求。在模式切换控制方法上,针对4WIS电动汽车车轮独立的特点,构建4个车轮之间的虚拟连接关系,提出一种"运动学-动力学"复合控制策略,提高了动态切换控制的稳定性与鲁棒性。仿真结果验证了该算法的有效性。

论空间极迹与本体极迹的关系

通过对空间极迹与本体极迹的讨论 ,导出了彼此间的变换关系 ,给求解有关的力学问题带来了方便 .

瞬心寻找方案的自动规划及虚约束的识别

研究了平面机构中瞬心寻找方案的规律 ,提出了一种基于关联矩阵的瞬心寻找方案自动生成规则 ,同时也建立了虚约束的识别模型 。

基于瞬心-速度矢量法的辛普森式行星齿轮变速器传动比分析

运用瞬心-速度矢量法绘制3个等速点的线速度矢量,以直观了解行星排中各元件的转动情况,并绘制了辛普森式行星齿轮变速器6种传动方案的速度矢量图。根据相似三角形原理计算了其传动比,验证了该方法的合理性和正确性。

刚体转动瞬心极迹绘画演示仪

介绍一种演示仪 ,在刚体转动瞬心位置装有绘画笔 ,当刚体转动时带动画笔画出空间极迹和本体极迹 。

瞬时旋转中心与腰椎不稳(英文)

本文报告7例正常人尸体腰椎在后部结构切除后屈伸活动瞬时旋转中心(ICR) 以及ICR的坐标(X,Y)和与原点间的距离。发现以X值改变最为明显,各节段细间相差均非常显著(P<0.01),结果表明,当后部结构切除后ICR向前方移动,并提示ICR的测定可能有助于后部结构切除手术后腰椎稳定程度的判定。

刚体纯滚动时的瞬心加速度

分析匀质圆形刚体做纯滚动时的 5种典型情况 。

刚体平面平行运动的转动方程

通过对选动点为基点时转动方程建立的讨论 ,给出了选非质心动点所建立的转动方程与刚体定轴转动方程一致的条件 ,并以瞬心为例 。

匀质圆形刚体纯滚动时的瞬心加速度

就匀质圆形刚体做纯滚动时的五种典型情况分析,推导了瞬心加速度的大小和方向。

偏心受剪角焊缝承载力的极限强度计算法

介绍了从极限状态的概念出发计算偏心受剪角焊缝连接的计算方法,并推导了实用设计公式。通过算例比较了按极限强度法和按目前工程设计中常用的弹性方法计算的差别。结果表明:极限强度法比传统的弹性方法更合理,而且也便于实际工程应用。