基于时变局部模型的无人驾驶车辆路径跟踪

目前常用于无人驾驶车辆路径跟踪控制的有模型控制方法有两类,一类是基于全局模型的控制方法,另一类是基于局部模型的控制方法.基于全局模型的路径跟踪控制中无人驾驶车辆的纵向速度与全局坐标系中的横向、纵向位移误差之间存在随航向角变化的耦合关系,这种耦合关系使得控制器无法将纵向速度作为控制输入来提高路径跟踪控制的精确性.基于局部模型的路径跟踪控制器通常采用误差模型作为参考模型,这种模型使得控制器在参考路径曲率变化幅度较大时精确性较低.针对前述问题,基于非线性模型预测控制滚动优化的原理,提出一种基于时变局部模型的无人驾驶车辆路径跟踪控制方法,并在低速高附着路面、低速低附着路面和高速低附着路面等工况下进行仿真验证.在仿真结果中,相比于基于全局模型的路径跟踪控制器、基于局部模型的路径跟踪控制器以及Stanley路径跟踪控制器,基于时变局部模型的路径跟踪控制器精确性更高,其位移误差绝对值不超过0.3342 m,航向误差绝对值不超过0.0913 rad.

用于输煤廊道的智能巡检机器人自动化巡视系统

为了满足电厂输煤廊道的日常巡检需求,设计用于输煤廊道的智能巡检机器人自动化巡视系统。在机器人本体上搭载高清摄像头、温度传感器、声音传感器等传感器,利用轨道传动模块保障机器人巡检过程中灵活移动,利用搭载的传感器采集输煤廊道的图像信息与环境信息。利用通信模块在输煤廊道中布置通信基站,基于通信基站构建通信网络拓扑,利用通信网络将所采集的输煤廊道巡检信息传送至监控平台。监控平台通过控制软件以及远程数据显示软件的设计,输出输煤廊道巡视结果。经测试所设计系统可以实现输煤廊道的日常巡检。

基于高阶ESO的永磁直驱风电系统快速终端滑模控制

针对永磁直驱风力发电系统非线性强和风速多变问题,提出一种基于高阶扩张状态观测器HOESO(highorder extended state observer)的最大功率跟踪控制方法。首先利用高阶扩张状态观测器精确估计出由风速突变引起的系统转矩和转速变化,然后将其前馈补偿到快速终端滑模控制器中抵消干扰,增强系统的抗扰能力和鲁棒性。仿真结果表明,该方法能够实时估计风速引起的转矩扰动,转速控制精度高,实现最大程度利用风能。

高速场景下一种多传感器多目标检测跟踪系统的评价方法

多源传感器融合感知结果的有效评估是自动驾驶的重要组成部分,对系统性能的优化、迭代和升级具有至关重要的作用。本文系统阐述了典型的多传感器多目标检测和跟踪系统的算法框架,并提出了一种以人工标注的激光雷达数据作为真实值的评估方法。通过该评价方法,使用在高速公路路况下采集的数据,实际评价了一个基于相机和毫米波雷达的检测和跟踪系统,获得了详实的测试数据,证明了该评价方法对于系统的改进具有指导意义。

非均质底板下掘锚机履带系统散-动耦合行驶性能分析

为研究掘锚机在巷道底板平整度发生改变时的行驶性能,以MB670-1型掘锚机为对象,以张家峁煤矿5-2煤层为背景,建立了掘锚机的运动分析模型,并运用多体动力学理论和离散元理论,对掘锚机履带系统和巷道底板进行了精细化描述,最后采用DEM-MBD耦合方法分析了掘进机在巷道底板行驶过程中的运动状态及其履带系统的力学特性。研究结果表明:掘锚机在巷道底板改变时的行驶状态良好,其中纵向平均滑移率为19%,竖直方向的最大沉陷量为20.2 mm,横向最大偏移量为3.8 mm;位于承重轮下方的履带板张紧力随驱动轮转矩增大而变大,其余位置履带板的张紧力基本不变;在履带系统中驱动轮受到的载荷最大,平均值为129.6 kN;位于机头下方位置的承重轮受到的载荷最大,平均值为78 kN;位于机身中后部的拖带轮受到的载荷最大,为5.7 kN。研究结果为提高掘锚机可靠性以及稳定性控制提供一定参考。

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．

推杆式光伏板建筑遮阳系统研究

文章首先阐述了光伏建筑遮阳的发展状况及其技术研究成果,同时指出传统光伏遮阳装置存在的不足之处。基于此,设计了一种推杆式光伏建筑遮阳系统,在传统光伏遮阳系统的基础上加装推杆式电动跟踪驱动装置、液冷装置等新设施,构成新型推杆式光伏遮阳系统。接着,通过对比仿真实验对该系统进行效果分析。实验数据表明,相比于传统光伏遮阳,该系统室内自然采光强度下降17%、日均光辐射吸收量降低13.3%、光伏板光辐射吸收率提升54%,说明该产品可以有效减少能耗,提升室内遮阳效果。

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。