静液驱动履带车辆模型辨识与运动控制

为提高静液驱动履带车辆行驶控制的性能,利用理论模型与辨识模型相结合的方法,得到静液驱动系统模型;搭建了以马达转速为输出、车速和相对转向半径为输入的车辆运动学模型;选择基于马达转速调节的控制策略,利用粒子群优化算法得到模糊PID控制器的优化参数以搭建控制器.仿真结果以及车辆空载实验结果表明:算法可以有效地控制车辆完成目标直行、转向等操作,高效实现操作者驾驶意图,与传统PID相比,响应快,超调量小,适应性与实时性强.

电传动履带车辆电气系统稳定性分析及优化提升策略

为提高电传动履带车辆电气系统稳定性,利用基于阻抗模型的小信号分析法对电传动履带车辆电力电子源网荷储所构建的直流微电网系统进行建模并结合电传动履带车辆工况条件开展分析,获取系统不同工况及不同参数变化下的稳定性规律和机理。在稳定性的理论分析基础上,分别在发动机-发电机组和DC/DC控制回路中设计基于电压的反馈通道和虚拟电容控制环节,所设计的控制环节能够自适应电压波动情况对电气系统进行控制,进而提升电传动履带车辆电气系统稳定性。通过仿真对控制算法进行了验证,证明了控制算法的有效性。

履带车辆行驶系统功耗研究

在高速履带车辆机动性发展背景下,针对当前履带车辆行驶系统功率传递功耗低、功率损耗机理不清、现有理论方法不适用等问题,通过开展高速履带车辆行驶系统功率损耗模型内容研究,探明行驶系统功率损耗机理,揭示高速、强载条件下功率损耗影响因素,进一步建立行驶系统功耗多维(速度、载荷等)分析计算模型,并进行了功耗模型试验验证,结果表明预估误差小于10%。本研究实现了履带车辆行驶系统功耗由经验数据估算向解析模型计算转变,进一步夯实履带车辆工程理论基础,促进履带车辆总体技术不断发展.

自动驾驶多目标追踪运动IMU局部信息补偿优化

多目标追踪是自动驾驶系统中的关键模块之一,其结果的优劣主要取决于追踪模块中数据关联过程的准确度。通过引入观测点自身的惯性测量单元(IMU)或全球定位系统(GPS)数据,在一帧数据到达之后计算当前帧局部坐标系与上一帧局部坐标系之间的旋转和平移关系,并对已追踪的物体状态按得到的坐标变换关系进行运动补偿,使其抵消因观测点自身运动造成的偏移量;这种运动补偿增强了追踪模块的数据关联环节,提高追踪时三维包围框的关联成功率,降低误关联数量,改善多目标追踪的精度;在相关追踪框架及KITTI数据集上的原型验证表明,所提的运动补偿优化方法实现了1%左右的精度提升。

永磁直驱风电系统MPPT无模型固定时间滑模控制

针对永磁直驱风力发电系统在最大功率跟踪过程中因内部参数变化和外部扰动导致跟踪性能下降的问题,提出一种无模型固定时间积分滑模控制(model free fixed-time integral sliding mode control,MFFTISMC)方法。首先,构建了永磁同步电机转速环的新型超局部模型。基于该模型,结合固定时间理论设计了无模型固定时间积分滑模控制器,确保系统状态固定时间内收敛,利用Lyapunov函数证明了该控制器的收敛性。同时,为提高系统的抗干扰能力和跟踪性能,设计扩张扰动观测器(extended disturbance observer,EDO)对新型超局部模型中的未知扰动在线估计并以前馈补偿的方式补偿给控制器。最后,通过仿真对比,验证了该方法具有响应速度快、抗扰能力强的特点,能够在风速突变情况下快速实现最大功率跟踪。

驱动工况下重载机车与轨道动态相互作用

为研究机车与弹性轨道的动态相互作用特征，针对具有轴悬式牵引电机的重载机车，考虑电机驱动装置和牵引力，建立了机车一轨道耦合动力学模型．采用Polaeh蠕滑力计算模型计算得到大滑动条件下，轮轨切向力和牵引力450kN时重载机车的粘着重量利用率；分析了牵引力在150～450kN区间变化时，机车通过曲线轨道时的轮轨动态相互作用．研究结果表明：牵引力为450kN时，机车的粘着重量利用率达到了91．2％，增大机车牵引力，有利于改善导向轮对的轮轨横向动态相互作用，但轮轨磨耗程度有所加剧．

太阳能自动跟踪系统的研究现状及展望

太阳能作为一种绿色可再生能源,对其充分利用是非常重要的。文章在介绍了太阳能自动跟踪系统工作原理及特性的基础上,对系统各种跟踪方式和传动方式的优缺点进行了总结及分析。为了解决目前跟踪误差大、跟踪执行稳定性不高等问题,结合太阳能自动跟踪系统的研究现状,指出了太阳能自动跟踪系统的诸多研究热点,为研究一种跟踪精度高、成本低、能耗低、运行可靠、维护方便的太阳能自动跟踪系统奠定了一定的理论基础。

履带车辆双侧电机驱动系统匹配设计

提出一种适用于履带车辆的双侧电机驱动系统匹配设计方法.针对不同路面直驶与转向中多个工况对内外侧履带的要求,获得单侧履带的动力需求特性.以最高车速与最大爬坡度为设计约束,参考现有电机参数,综合比较多种组合方案完成了电动机机械输出特性与两挡变速器的传动比匹配设计.性能校核与验算表明,匹配设计满足车辆性能指标要求,该方法已在该类车辆电驱动系统设计中成功应用.

基于人工神经网络在线参数跟踪的自适应交流传动系统

由于实际的矢量控制效果对传动系统参数的敏感性，使其参数的在线跟踪有了很大的意义．提出了一种基于Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络的参数在线跟踪方法，并将在线跟踪结果用于参数突变５０％的交流传动系统磁通及转速控制器的自适应调整，得到了很好的仿真试验结果．

参数在线跟踪的交流传动系统双神经网络模型参考自适应控制

该文研究的目的在于将一种具有优越的非线性并行处理特性的神经网络引入自适应控制器的设计中 ,将其并行收敛特性和便于实行的参数设计原则与模型参考自适应控制模式结合起来 ,进行具有很高自适应控制要求的交流传动系统控制器设计。该文将Hopfield神经网络引入交流传动系统的模型参考自适应控制 ,通过神经网络控制器来给出交流传动系统的励磁及速度控制器输出 ,使控制效果具有对某些参数变化的一定程度的鲁棒性。对于不可控的负载转矩分量 ,加入参数自动跟踪神经网络 ,构成上有参数在线跟踪功能的交流传动双神经网络模型参考自适应控制模式 ,进一步提高了系统的控制性能。

小功率天线驱动系统

介绍了一种无线电信号测量天线自动跟踪驱动系统,系统采用混合式步进电动机作为执行元件,经减速机构后驱动天线作方位(X)、俯仰(Y)的双自由度运动。并给出了系统原理图、步进电机细分控制电路、位置伺服闭环测控电路及部分测控结果分析。

Lorenz混沌系统的追踪控制

基于Lyapunov稳定性定理,设计了一个控制器,对Lorenz混沌系统进行控制,使之能追踪任意的输入信号.利用Lyapunov函数和Barbalat定理,证明了该控制器的有效性.同时,以正弦信号、Lorenz混沌驱动系统和Rossler混沌驱动系统为例进行了数值仿真,其结果与理论推导相一致.

路轨两用车辆轨道行驶驱动系统及其控制策略研究

建立了路轨两用消防车轨道行驶的液压驱动系统模型,并针对液压驱动系统中存在的参数不确定和外界干扰等因素,基于李雅普诺夫稳定性理论,以线性最优全状态反馈模型为参考模型,设计了液压驱动系统模型参考自适应控制器。推导了自适应控制律及相应的收敛条件。数值仿真结果表明,该控制器对于模型参数的不确定性具有很好的鲁棒性,能较好地跟踪液压马达的期望转速,且算法简单,控制精度高。

履带车辆电传动系统减速机构热特性

为进一步提升履带车辆的运行稳定性,采用一维与三维相结合的方法开展履带车辆电传动系统减速机构热特性研究。利用一维软件快速计算减速机构各润滑冷却孔口出口压力和流量,以及功率损失和热量传递路径,作为三维软件的仿真边界条件;利用三维软件仿真润滑流场和温度场,得到减速机构温度分布情况。分析履带车辆电传动系统机械构件热特性研究流程,研究过程充分显示了一维与三维软件相结合的仿真方法在齿轮热特性分析中的有效性,提升了仿真结果精度,缩短了仿真时间,为履带车辆电传动系统热特性研究提供了技术参考。

电动拖拉机驱动控制策略开发

为提高驱动电机输出效率,利用Matlab软件中的Simulink、Stateflow开发驱动模式识别与转换策略以及各模式下的驱动控制策略。其中,田间作业模式下,按照最佳效率对电机进行输出转矩控制;在运输模式下,以给定的目标车速为目标,运用模糊控制,使拖拉机很好地按预定车速行驶;能量限制和失效模式下,限制电机扭矩输出。仿真结果表明,田间作业模式下开发的控制策略能提高电机输出效率,减少电池能量损耗;运输模式下的控制策略能很好地跟踪目标车速,提高运输效率。

履带车辆双电机耦合驱动系统同步特性

为提高双电机耦合驱动履带车辆直驶稳定性,从机械及控制两个方面对驱动系统输出同步问题进行研究。对驱动系统中的耦合机构负载均衡原理进行分析,得出耦合机构可以使其两个输出端的负载差传递到两个输入端后降低60%~80%.通过深入分析双电机耦合驱动系统同步运行的影响因素,提出基于模糊PID的偏差耦合同步控制策略,对两侧电机控制误差存在差异及驱动系统输出端存在不平衡负载状态下,有、无同步控制的情况进行仿真对比,并进行基于实车平台的双电机耦合驱动系统同步性能试验。仿真及试验结果表明,利用机械、控制相结合的方法很好地解决了双电机耦合驱动履带车辆直驶同步的难题。

履带车辆终传动与行走系统过盈接触

经研究发现,解决履带车辆终传动破坏失效问题的关键在于该类车辆终传动与行走系统过盈接触问题。将过盈接触零部件看作刚性体,利用变形协调关系建立终传动和行走系统过盈接触问题的力学模型与数学模型,从理论上进行了研究。通过有限元仿真分析方法,以实车参数为依据,与理论模型进行互相验证,结果表明两者吻合较好,证明了本文方法的有效性。研究发现,终传动破坏的主要原因是终传动大齿圈轮毂的强度不足,安全系数仅为2.6,在恶劣工况时大齿圈轮毂的失效导致整个终传动的失效破坏。研究结果为履带车辆终传动的优化与改进提供了理论依据和计算方法。

履带车辆遥控驾驶的转向控制技术

本文介绍了一履带车辆遥控转向控制系统的方案和结构组成。

硬盘磁头快速精确定位伺服控制系统的设计

针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降阶观测器对伺服系统中的未知扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差。仿真和实验结果表明硬盘磁头可以实现对目标磁道快速准确的定位。参数化设计的伺服控制器具有通用性,可推广应用到其他伺服系统。

基于图像的车载行驶安全监控系统设计

为了实时分析驾驶员的驾驶行为以及提高行驶过程的安全性,本文对车载行驶安全监控系统的必要性、特点、功能及其总体结构进行了分析和论证。针对图像采集、处理、分析与控制需求,基于数字图像处理技术,设计了车载行驶安全监控系统硬件构成,该系统中央处理单元采用TMS320DM642嵌入式DSP芯片;根据汽车行驶特点,进行了软件工作流程设计。实验证明该系统达到了预期的目的。