中文阅读中快速读者与慢速读者的知觉广度

在熟练的中文阅读中,不同阅读速度读者提取文本信息的范围(即知觉广度)是否存在差异?为解决该问题,本研究从熟练读者群体中选取快速读者与慢速读者,结合眼动技术和移动窗口范式比较两组读者在不同窗口(R0、L1R1、L1R2、L1R3、L1R4、FL)下阅读句子时的眼动模式。结果显示,在保证阅读理解准确的前提下,快速读者比慢速读者的知觉广度更大,符合E-Z读者模型的语言效率假说,支持个体差异性观点。

起伏道路条件下无人车纵向速度控制方法研究

为提升无人车在起伏道路条件下速度控制的准确性,本文提出一种对目标轨迹上的道路坡度进行预瞄检测的方法。首先,通过实验测定车辆速度控制系统响应延迟参数,确定预瞄时间;然后,以直径为车辆宽度的圆存储激光雷达点云,根据预瞄时间、车辆速度、激光雷达的检测盲区和目标轨迹的长度确定存储点云圆的数量和圆心坐标;随后,根据圆心与车辆前轴中心的欧式距离和预瞄时间以及车速对存储点云的圆进行动态更新和提取,采用三角函数法计算预瞄区域内的路面相对于车身姿态的坡度;最后,与惯性导航系统提供的车身俯仰角叠加得到预瞄区域内路面的绝对坡度。实验结果表明,本文提出的道路坡度预瞄检测方法能够提升无人车在起伏道路条件下速度控制的准确性。就无人车在上坡过程中最低速度分析,与忽略道路坡度的控制方法和采用惯导提供的俯仰角作为道路坡度的方法相比,在通过4°坡道时,速度控制的准确率分别提升了5.9%和2.5%,在通过16°坡道时,速度控制的准确率分别提升了85%和17.5%。

高速路况下智能网联汽车单车道自动驾驶控制及仿真研究

为有效避免高速路况车辆因人为误操作导致的交通事故,提出了一种智能网联汽车自动驾驶控制模型。在PATH差距模型的基础上,考虑道路信息,提出了改进的车间距模型。采用预瞄曲率跟随模型,对高速路况下智能网联汽车单车道自动驾驶实施控制,并通过PreScan和MATLAB/Simulink进行联合仿真。结果表明,根据车距自适应确定车距增益实现了智能网联汽车的协同,车队可以在14 s的时间内达到预定车速,同时车速波动在1.2%以内,提高了车辆行驶的安全性和舒适性。

超大口径环形天线包带展开过程动力学仿真

中间柔性包带是环形可展开天线的重要组成部分。中间包带拔销器解锁后,复材包带与环形桁架同步展开。因复材包带柔性较强,它会绕根部固定端进行回弹,因此展开过程存在金属接头和桁架上复材薄壁管件碰撞风险。随着天线口径增大,该风险会持续增大。基于柔性多体动力学理论对超大型口径环形可展开天线包带展开过程进行动力学建模仿真,并在此基础上分析得出包带展开过程金属接头到环形桁架最小距离主要和复材包带阻尼率以及桁架预展速度相关。通过进一步研究发现:复材包带阻尼率越高,展开过程金属接头到环形桁架最小距离越大;桁架预展速度越快,展开过程金属接头到环形桁架最小距离越小。此外,对逆止回弹机构失效这一在轨极端条件下包带展开过程进行建模仿真,分析得出包带在该条件下展开过程金属接头到环形桁架最小距离变化规律。该研究可为超大口径环形天线结构优化设计及包带在轨展开预示提供依据。

自动驾驶系统运行模式曲线最优预见跟踪控制算法

为研究城轨列车自动驾驶系统(ATO)运行模式曲线跟踪算法,通过分析列车运行过程,结合列车牵引计算模型,建立不同工况下的动力学模型。在保障平稳驾驶和操纵合理性基础上,提出跟踪算法的设计目标,即在保障舒适性的前提下实现高精度的速度跟踪及精确停车。将列车运行控制系统与最优预见跟踪控制相结合,以自动驾驶系统离线优化计算的运行模式曲线为目标,线路附加阻力及基本阻力视为扰动,设计城轨列车自动驾驶系统运行模式曲线最优预见跟踪控制算法。为验证该算法的有效性,引入PID控制进行仿真对比。仿真结果表明,设计的算法在兼顾了运行舒适性的同时,具有良好的速度跟踪性并满足停车精度要求。

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。

轴距预瞄的车辆主动悬架多目标控制与仿真

当前,车辆行驶过程中容易受到障碍物干扰,产生振动较大,从而影响乘坐的舒适性.对此,采取轴距预瞄系统控制车辆行驶产生的波动幅度.构造了4自由度1/2车辆模型简图,采用静态输出反馈设计轴距预瞄控制器,定义了H_∞范数和广义H_2范数,引用了迭代线性矩阵不等式和锥补线性化算法,说明闭环控制系统的稳定性.设置车辆轴距预瞄系统多目标控制的仿真参数,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,与无轴距预瞄控制系统的仿真结果进行对比.仿真结果显示,与无轴距预瞄系统相比,有轴距预瞄控制系统的加速度和角加速度峰值分别降低了48.6%和59.3%,而且车辆整体振动幅度明显降低.采用轴距预瞄控制汽车主动悬架系统,可以提高车辆乘坐的舒适性.

智能车辆速度跟随控制算法的仿真研究

针对汽车动力学速度控制的强非线性特性,基于预瞄-跟随理论,建立了车辆速度控制过程中的速度跟随运动模型;并提出了智能车辆速度跟随的控制算法。在PreScan和matlab/simulink的联合仿真中,实现了车辆的速度跟随控制;并对速度变化过程中速度跟随控制算法的性能进行了仿真验证。结果表明,车辆基本可以跟随参考速度行驶,并且可以实现自动减速停车。

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。

基于弹簧小车模型和预观控制的双足快速步行研究

针对机器人的滑动和滑转,补充了机器人稳定步行的修正条件;利用三阶泰勒公式引入舒适度的概念,推导出基于舒适度的ZMP公式;提出一种用于动力学分析的三维弹簧平台-小车模型,通过简化的舒适度ZMP公式推导出该模型的运动规律;基于三维弹簧平台-小车模型,结合预观控制理论生成步行样本;最后,进行了机器人虚拟样机快速步行仿真,步速达到2.088km/h。

基于IP基本控制回路的预见控制研究

将预见控制理论应用于IP基本控制回路,通过增设状态变量,实现了由IP基本控制回路向预见控制典型基本回路的转换。应用Simulink仿真工具进行了预见控制仿真研究,并利用延迟环节克服了前馈信号难以获得的困难。仿真结果表明,应用预见控制可以达到快速、准确和抵消干扰的目的,说明预见控制是在现有技术条件下,实现高速高精运动控制的有效方法之一。

潮流发电系统功率控制及并网运行

为了研究潮流发电系统运行过程中的功率与并网特性,以可变桨叶轮-单级增速-永磁同步发电机为机械传动结构和二极管整流-斩波-逆变为电气变换结构的潮流发电系统为对象,建立从叶轮到发电机的数学模型.针对叶轮处流速精确测量的困难性,提出基于流速预测的发电机转速控制.针对直接桨距角控制中存在的非线性、计算量庞大的问题,给出基于功率反馈的变桨距控制.采用直流母线电压控制与有功无功电流解耦相结合的方式研究并网运行特性.设计加工试验样机,开展海试试验.结果表明,并网系统具有良好的并网控制特性和较高的输出电能质量,利用提出的功率控制策略能够有效地实现最大功率捕获与超流速下的功率限定输出.

基于预见控制的带式输送机调速节能方法

针对目前的带式输送机变速节能控制方法均在短时间内对速度进行调节,速度突变易导致输送带撕裂、打滑的问题,提出了一种基于预见控制的带式输送机调速节能方法。该方法根据前一级带式输送机的物料运载量计算使下一级带式输送机以额定运载量运行所需的速度,通过预见控制调节下一级带式输送机运行速度;针对噪声对调速效果的不利影响,在预见控制中利用卡尔曼滤波对被控带式输送机状态进行最优估计,削弱噪声干扰,使调速过程平稳。仿真结果表明,该方法能充分利用带式输送机的运载能力,减少带式输送机功率消耗,在保证带式输送机安全运行的基础上达到了调速节能的目的。

基于最优预见控制的高速列车速度控制器研究

针对高速列车自动驾驶(ATO)速度控制器的设计及性能问题,以列车运行过程中的安全性、舒适性、控制输入为约束条件,提出用最优预见算法设计控制器。该算法以列车动力学为基础,确定列车模型传递函数,进行极点配置之后使控制系统稳定;以列车模型为该算法的控制对象,将列车运行过程中的线路附加阻力和基本阻力作为干扰,实现列车ATO模式下目标速度的自动跟踪控制。选取京津城际北京南站至武清站间线路数据进行仿真验证,仿真结果表明该算法在降低列车运行能耗、提高旅客舒适性与列车运行准点率方面的有效性。

基于路程预瞄的驾驶员模型

为真实反映驾驶员在人-车-路闭环系统中对汽车的操纵特性,提出了一种基于路程预瞄的智能控制驾驶员模型。通过对一段路程进行预瞄,提出了用于判断目标路径相对于预瞄方向的位置关系的路程预瞄曲率阈值理论,建立了预瞄距离可变的自适应跟踪模型,同时,建立了智能控制转向盘的决策模型,提出了最优速度控制策略。CarSim和Simulink联合仿真结果显示,建立的驾驶员模型具有较高的路径跟踪精度和合理的速度控制策略。

扰动观测器在列车速度预见跟踪控制中的应用

针对高速列车在运行中牵引和制动系统必然出现的损耗现象以及车体受到外界环境的干扰是时刻变化的,导致建立的模型参数出现偏差,设计了一种用最优预见控制算法实现的控制器。该算法以列车动力学为基础,确定列车模型传递函数,进行极点配置之后使控制系统稳定;将建立的列车模型作为该算法的被控对象,线路附加阻力和基本阻力作为该算法的扰动输入,并在其基础上加入扰动观测器,进一步提升该控制系统的稳定性能,从而实现列车速度的自动预见控制。仿真结果表明,加入扰动观测器的最优预见算法控制列车按目标速度自动跟踪运行具有良好的抗干扰和自适应性,能在约束范围内使列车运行达到期望状态,且运动轨迹能很好地跟随目标轨迹。

基于PWM高速开关阀的液压位置系统最优预见控制研究

以 2个高速开关阀经过适当的组合 ,并采用PWM技术对油缸活塞的位置和方向进行控制 ,考虑到油缸各构件之间的配合间隙所引起的机械滞后 ,以及控制元件本身的响应滞后等因素 ,采用预见控制的方法来实现油缸活塞的精确控制。仿真结果表明 :预见控制能够消除各种原因所引起的响应滞后 。

基于PWM高速开关阀的液压位置系统最优预见控制研究

本文以两个高速开关阀经过适当的组合 ,并采用PWM技术对油缸活塞的位置和方向进行控制 ,考虑到油缸各构件之间的配合间隙所引起的机械滞后 ,以及控制元件本身的响应滞后等等因素 ,本文采用预见控制的方法来实现油缸活塞的精确控制 ,仿真结果表明预见控制能够消除各种原因所引起的响应滞后 ,从而获得良好的控制效果。

基于预览视距的山区高速公路线形安全性评价

视觉信息对驾驶员采取正确的驾驶行为至关重要,是高速公路安全行车的基础。从驾驶行为理论和驾驶员的视觉特性出发,提出了预览视距的概念,用于量化驾驶员的视觉信息,构建了预览视距计算模型。以预览视距为切入点,根据多条既有山区高速公路的设计资料、实际运营数据和事故资料,通过理论分析和试验验证,探讨了驾驶行为中的预览视距与高速公路线形安全性之间的关系,提出了基于预览视距变化率的山区高速公路线形安全性评价指标,并通过运行车速修正,建立了山区高速公路线形安全性评价模型与评价标准。

高速工况智能车辆转向系统混杂控制研究

通过分析高速工况下交通事故的主要类型及驾驶员的3种基本驾驶行为,可知该工况下转向系统既有离散状态又有连续状态的特性,进而提出基于混杂系统理论的智能车辆转向系统多模式切换控制策略,并利用跨道时间和安全距离作为切换规律.以线控转向系统为执行机构,分别设计阻尼模式、保持模式和换道模式控制器.其中保持模式引入了一种控制预瞄点处侧向偏差的一阶导数和二阶导数的方法,不但有效地防止了超调,而且减少了车辆回到车道中心线的时间;换道模式利用模型预测控制算法,加入多个约束,提高了车辆换道过程的稳定性.从混杂系统稳定性的角度出发,设计了简单有效的稳定性监督器,防止车辆失稳.最后,在Car Sim/Simulink联合仿真平台及Car Sim/Lab VIEW硬件在环测试平台上验证了本方法的有效性和切换过程的稳定性.