一种智能汽车驾驶过程避碰控制算法的研究

针对智能汽车驾驶系统,提出了一种集成路径跟踪、碰撞避免和碰撞缓解控制算法。该算法考虑了轮胎联合滑移力,通过监控每个轮胎的滑移情况,实现主动前转向和制动调节的控制,以提高极端条件下车辆行驶过程中的稳定性和跟踪精度。设计了不依赖于单独路径生成模块的新型切换机构,用于避碰和缓解阶段,并在各种恶劣的驾驶条件下进行了验证。仿真结果表明,该算法不仅能在正常行驶阶段跟踪期望路径,而且能在保证车辆稳定性的前提下避免碰撞,降低碰撞严重程度。

驼峰区域JSQ6型车辆溜放径路线路调整及养护方案研究

通过分析既有驼峰线路设备状况、JSQ6型车辆结构特点,研究影响JSQ6型车辆通过驼峰的平纵断面等限制条件,形成溜放技术条件,总结JSQ6型车辆溜放径路养护经验,制定JSQ6型溜放径路线路设备养护维修管理措施,实现JSQ6型车辆的安全溜放,有效提升编组站作业效率。

考虑滑移滑转的双电机履带底盘路径跟踪算法

针对履带底盘田间作业时由于土壤松软、田面不平整导致履带滑移滑转、自动导航路径跟踪精度低的问题,该研究提出了考虑滑移滑转的履带底盘路径跟踪算法,基于履带底盘运动学模型推导出表征滑移滑转特性的转向半径修正系数,并设计了一种基于预瞄模型的模糊控制路径跟踪算法。该方法在纯模糊控制基础上通过预瞄模型确定预瞄点,进而得到横向偏差与航向偏差,同时在常规模糊控制器中引入转向半径修正系数,建立横向偏差、航向偏差、转向半径修正系数三输入模糊控制器。以双电机履带底盘为控制对象,采用高精度RTK-GNSS和MTi-30惯性传感器获取底盘实时位姿信息与角速度信息,进行组合导航。开展了三输入模糊控制器田间U型路径跟踪试验,结果表明,三输入模糊控制器的直线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为12.0、3.6和4.4 cm;三输入模糊控制的曲线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为21.3、8.6和8.4 cm;为进一步确定本研究算法在履带出现滑移滑转时对路径跟踪精度的提升效果,开展了常规模糊控制器与三输入模糊控制器曲线路径跟踪对比试验,结果表明:当作业速度为0.6 m/s时,常规模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为31.1、8.3和10.2 cm,三输入模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为22.4、7.4和9.1 cm,相较于常规模糊控制器,路径跟踪精度分别提高了27.95%、10.84%和10.78%,所设计的三输入模糊控制器可有效降低履带滑移滑转的影响,增强导航系统的控制性能,可为履带底盘在田间松软土壤环境下高精度导航作业提供参考。

铰接农用车路径跟踪控制算法研究

针对铰接农用车在变附着系数路面条件下的路径跟踪精度难以保证的问题,提出了引入侧滑补偿的非线性模型预测控制(Nonlinear Model Predictive Control,NMPC)算法。首先,构建了考虑侧滑补偿的铰接农用车二自由度运动学模型,并基于该模型在Simulink中构建了NMPC控制器,最后以Adams环境中的虚拟铰接农用车为被控对象,以农业典型的地头转弯路径为参考路径,开展了变附着系数路面条件下的试验验证。结果表明,该算法的跟踪误差最大约为0.03 m,能够实现铰接农用车在变附着系数路面下的高精度路径跟踪。

考虑能量消耗的电驱动履带车辆路径规划方法研究

提出了一种考虑滑移滑转特性及其能量消耗的电驱动履带车辆路径规划方法.基于瞬时转向中心理论建立了考虑滑移滑转特性的履带车辆运动学模型;基于指数摩擦理论建立了车辆动力学模型;考虑电机瞬时功率最终建立了车辆能量消耗模型.基于控制空间采样的路径规划方法,融合履带车辆模型设计了考虑能量消耗的多目标优化策略路径规划方法.仿真试验验证了文中提出的考虑能量消耗的电驱动无人履带车辆多目标优化路径规划方法的可行性、节能有效性与优越性.

不同竖向荷载下带“昂”柱头铺作抗震性能试验研究

带昂柱头铺作的抗震性能研究是应县木塔抗震性能研究的重要基础。为揭示不同竖向荷载下该类铺作的变形模式和抗震性能,该研究以应县木塔二层明层外槽带昂柱头铺作为原型,制作了2个1∶3.7的缩尺试件,进行了拟静力抗震性能试验。通过分析该铺作的水平力-位移滞回曲线、骨架曲线和等效粘滞阻尼系数等,明确了竖向荷载对该铺作抗震性能指标的影响。结果表明:竖向荷载的变化基本不影响该铺作的变形特征,但竖向荷载的增大会加剧滞回曲线的不对称性,且会显著提高该类铺作的水平承载力、初始刚度和耗能能力。竖向荷载增大3.7倍,水平承载力在正向和负向分别提高了2.2倍和2.9倍,初始刚度提高了2.4倍,耗散能量增加了3.0倍;增大竖向荷载虽然会改变铺作初始滑移出现的位置,但不改变该试验铺作的滑移累积方式和薄弱位置,最终两个铺作的滑移模式都表现为两跳华栱间的相对滑移。提出了该铺作节点的位移-承载力骨架曲线简化模型,得到了不同竖向荷载对抗侧刚度和水平承载力的影响系数β_(k)和β_(F),用以修正骨架曲线简化模型在不同竖向荷载下的刚度k。

基于运动特性的农机导航控制方法

农业机械(农机)运动学模型的精度影响导航控制精度和稳定性,为提高农机路径跟踪控制器精度,提出了一种基于运动特性的农机导航控制器设计方法。该方法主要是对传统二轮车运动学模型建模方法进行改进,针对传统二轮车模型小角度近似替代(方向角等于横摆角)的缺点,采用加入侧偏角的方法优化农机运动学建模过程。采用相同的控制方法(状态反馈控制)和不同的运动学模型设计控制器进行对照实验。直线路径跟踪时,侧偏角对模型精度影响较小,引入侧偏角可以在一定程度上影响农机的跟踪精度;曲线路径跟踪时,侧偏角对方向角的变化影响较大,可以大幅影响路径跟踪精度。以安装有自动导航设备的拖拉机为实验平台进行实地实验,结果表明:直线行驶的最大横向误差平均值为0.0454 m,绝对平均误差平均值为0.0149 m,标准差平均值为0.0119 m;曲线行驶的最大横向误差平均值为0.1613 m,绝对平均误差平均值为0.0688 m,标准差平均值为0.0434 m;基于本文提出的优化模型设计的路径跟踪控制器对直线路径跟踪有一定提升,对曲线跟踪精度有大幅提升。

无滑滚动圆盘的平衡运动及轨迹控制

研究水平面内无滑滚动圆盘的平衡运动及轨迹跟踪控制,建立了圆盘的无滑纯滚动的非完整约束模型。从姿态最容易实现稳定控制的角度出发,提出了一种姿态平衡条件,并以此条件为基础运用李亚普诺夫函数稳定设计理论导出了姿态平衡的速度控制律,同时利用反演控制技术设计了水平面内轨迹的跟踪控制律。最后通过仿真验证了姿态平衡控制律的有效性以及轨迹跟踪控制的稳定性和快速精确性。

准双曲线盆齿轮加工参数的测量方法

提出了准双曲线盆齿轮加工时机床设置参数的测量方法,首先建立了刀具刃面和盆齿轮齿面的数学模型,然后利用三维坐标测量仪在准双曲线盆齿轮的齿面上进行多点测量,通过最小二乘法分析求出与坐标值相适应的准双曲线盆齿轮实际齿面机床加工参数。通过接触轨迹检测可知,利用这组实际齿面机床加工参数得到的准双曲线盆齿轮的接触轨迹和原配对接触轨迹几乎相同,证明利用该组机床加工设定参数可以在一台或多台机床上加工出与准双曲线角齿轮良好接触的准双曲线盆齿轮。这种方法基本实现了准双曲线齿轮加工互换性,也避免了准双曲线齿轮加工中反复调试的麻烦。

NF-752型履带式拖拉机自动驾驶系统

为了提高自动驾驶系统对车身纵向速度和滑移工况等影响因素的自适应能力,提出了一种基于航向预估模型的路径跟踪控制算法。首先对NF-752型履带式拖拉机进行适应性改造,将其手动转向机构和无级变速机构改造为大扭矩舵机控制,通过绝对值编码器测量两侧履带转速,利用RTK-GNSS定位系统测量车辆地理位置和车身速度,结合车载计算机和底层控制器搭建了自动驾驶系统试验平台。然后以车身速度和两侧履带速度为状态变量,考虑履带滑移率建立了航向预估控制模型,进而提出了一种基于航向预估模型的路径跟踪控制方法。最后在沥青路面分别以低速(1 km/h)、中速(5 km/h)和高速(9 km/h)进行了直线路径跟踪试验,结果显示,在不同作业速度条件下,路径跟踪误差无明显差异,最大跟踪误差为-2.00 cm,标准差为0.93 cm。进行了田间曲线路径跟踪试验,结果显示,当拖拉机以6 km/h速度跟踪曲线路径时,跟踪误差优于10 cm,在滑移区域无明显误差增大现象。试验表明,提出的航向预估控制方法对作业速度有较好的适应性,一定程度上克服了滑移现象对控制精度的影响,可满足履带拖拉机耕整地作业精度要求。

一种多GNSS数据质量分析工具

针对现有的数据质量处理工具不能覆盖多模多频的GNSS数据,且欠缺全面、自主的可视化等问题,研发一套集自动化数据质量分析与可视化显示为一体,适用于多模多频数据的完整GNSS数据质量分析工具MGDQAT,并利用MGEX站数据进行MGDQAT工具的自动化数据处理与可视化展示功能的测试。结果表明MGDQAT具有良好的多GNSS数据质量分析与自动可视化展示能力。

TEQC与QCVIEW32在GPS数据预处理中的应用

TEQC是GPS数据预理中常用的工具,可对数据进行格式转换、编辑和质量检查;绘图工具QCVIEW32能对TEQC质量检查的绘图文件进行可视化处理。将TEQC与QCVIEW32相结合,对GPS观测数据进行了预处理。结果表明,采用该方法能有效地进行可视化分析和误差剔除,进一步减小电离层延迟、周跳、多路径等误差对数据的影响,预处理后的GPS观测数据质量较好。

移动平均法用于GPS多路径效应的分析

本文通过对多路径效应影响进行分析,叙述了多路径效应影响分析的两个步骤,即周跳的探测与修复及多路径效应的影响分析。首先,介绍了周跳的产生、定义、来源和检验量,同时编程将其探测出来并进行了修复,得到"干净"的观测数据文件;再利用单点定位程序,求得初始坐标值,同时进行一定的平滑,得到平滑后的坐标数据;最后利用移动平均法,对静态GPS测量中的多路径效应影响进行提取,得到了更加平稳精确的坐标数据。

地面不平条件下考虑滑动转向特性的履带车辆路径跟踪控制

针对履带式车辆自主行驶控制中滑动参数难以精确估计和在复杂地面条件下难以稳定跟踪目标路径的问题,提出一种考虑履带车辆滑动转向特性的改进模型,并以此为被控对象设计基于深度强化学习方法的路径跟踪控制器。首先,基于球-面接触原理建立履带车辆的动力学模型。其次,提出基于实车稳态转向实验数据的滑移率估计方法,并结合履带车辆的滑动转向特性,提出改进模型。然后,基于深度确定性策略梯度算法,同时考虑跟踪目标路径时的位置、航向角、速度误差和控制量的平稳性4个控制目标,设计四级奖励函数用于路径跟踪控制器的训练。最后,在平整地面上训练控制器,在不平地面上进行自抗扰性的验证。研究结果表明:在相同的输入下,改进后模型的转向半径和横摆角速度与实车的实验数据吻合。控制器在地面不平条件下仍然能够实现稳定的路径跟踪控制,跟踪正弦曲线的位置绝对误差小于0.06 m,航向角绝对误差小于0.25 rad,控制算法的有效性和自抗扰性得到验证。

那比RCC重力坝6号溢流坝段坝基破坏模式及稳定性研究

文章采用三维非线性有限元法,对那比重力坝6号溢流坝段进行破坏模式及稳定性的研究,确定其在超载法下的破坏模式及稳定安全系数,并利用多重网格法对可能的滑移路径进行危险滑块搜索,从而确定出最不利的滑出路径。

秦代县级属吏的迁转路径——以里耶秦简为中心

里耶秦简的大量公布秦代县属吏迁转研究提供了条件。通过简文中的实例可以看出在秦代县级属吏中存在以下一些具体的迁转路径:在"基层佐史"内部存在乡佐到官佐、官佐到官佐、乡史与官史之间的平级调动;在"基层佐史"与"中层吏员"之间存在官佐、乡佐、尉史升迁至令佐,乡史、田部史升迁为令史,官佐升迁至官啬夫等路径;在"中层吏员"内部,令佐可能是上升到令史的重要阶段,令史可临时出任官啬夫和乡啬夫;而守丞的担任者多是官啬夫、乡啬夫。此外,简文显示秦代基层的史职与非史职在迁转过程中并非泾渭分明而是多有交叉。

基于滑移理论的装配式混凝土框架延性节点研究

依据我国《建筑抗震设计规范》[1]"三水准"的抗震设防目标,以"延性耗能节点,节点区较弱于预制构件"为基本设计原则,设计"滑移理论"为基础的装配式框架"多重耗能机制"延性节点,考虑到装配式框架侧向刚度较薄弱,沿预制框架梁纵向设置预制框架柱横向支撑,形成结构传力途径与控制结构侧向变形截然分开的新型结构体系。最后对节点关键连接部位的力学性能及影响节点延性性能的关键技术问题:节点耗能机制、滑移路径、延性连杆,进行了分析研究。研究表明,滑移路径对延性节点耗能机制的有效发挥、框架竖向荷载的传递、框架稳定性等起关键性作用;通过改变普通连杆两端的约束条件,可有效改善连杆的延性性能使其成为延性连杆,这对增强延性节点在大震作用下的耗能能力起到了重要作用。

斗式提升机在粮食烘干中的回粮与打滑问题

斗式提升机在粮食烘干中存在的两大问题:回粮与打滑。文章从卸料理论切入,分析了重力式和离心式卸料的回粮因素,列出了物料抛物线的计算值,并绘出飞行轨迹图。指出畚斗和机头形状与线速度,是斗提机设计的三个要害因素。胶带打滑源于头轮整体光面的复胶形式和硬而脆的再生橡胶质地。打滑摩擦造成轮子胶面损毁殆尽,胶带跑偏、磨破,更大的危害还在于摩擦生的热,它就是造成胶带断裂和畚斗脱落的祸根。

非比例循环加载下316不锈钢晶体塑性数值模拟

综合 Weng和 Bassani硬化律 ,通过对它们的改造 ,建立了一个适合于描述单晶循环硬化的单晶硬化律 ,并提出了适用于非比例循环加载条件下开动滑移系的预测方案 ,在此基础上 ,采用林同骅多晶塑性模型建立了适用于非比例循环加载条件下数值模拟迭代格式 .该模型用于预测3 1 6不锈钢材料在拉压对称循环加载路径、方型和圆型路径下的复杂循环变形行为 ,其预测结果与实验结果吻合良好 .

平行平板微型槽间气体的滑移流动

对平行平板微型槽中气体滑移流动的压强分布特性进行了研究。将压强和气体平均分子自由程的关系引入到一阶速度滑移边界条件中,求解Navier-Stokes方程,得到了显式的压强分布表达式。模拟计算结果表明,平行平板间滑移流动的气体压强分布曲线是上凸的下降抛物曲线。在边界滑移条件下,分析了平行平板微型槽在应用中由于微型槽中压力分布变化形成的气体阻尼问题,分析结果表明无滑移边界条件在微尺度流动分析中不再适用。