侧滑和打滑下的轮式移动机器人轨迹跟踪控制

针对未知侧滑和打滑干扰下轮式移动机器人(WMR)轨迹控制中,存在模型不确定性、外部干扰等扰动导致传统滑模控制易出现收敛精度不足、控制输入抖振的问题,提出一种基于非线性扩展状态观测器的自适应二阶滑模跟踪控制方法(ASOSMC-NESO)。首先建立了侧滑与打滑条件下的轮式移动机器人运动学和动力学模型;其次,由反步法设计运动学控制器,为动力学提供虚拟速度;接着,针对外部干扰设计了非线性扩展状态观测器,以估计总扰动;然后,基于二阶积分滑模的思想将积分滑模和非奇异快速终端滑模面相结合,设计了动力学控制器,并给出了控制器稳定性分析。实验结果表明,对比一阶滑模控制方法,该控制方法误差最大值在线性和非线性轨迹下,分别下降约89.53%和16.28%,而且控制输入基本不受干扰影响。由此可见,ASOSMC-NESO能有效提高WMR在未知侧滑和打滑下的控制精度,并有效削减抖振和提升WMR轨迹跟踪鲁棒性。

车辆转向工况下的路面附着系数估计算法

提出了一种在转向工况下根据车轮侧偏特性估计路面附着系数的算法。首先在M atlab/S imu link中建立了七自由度整车模型,分析了车轮的侧偏特性;然后设计了扩展卡尔曼滤波器,以根据车辆的纵、侧向加速度,估算车辆的纵、侧向速度,并据此计算出车轮的侧偏角;最后,采用反向传播神经网络算法,根据前轮侧偏角和横摆角速度及其增益,估计路面附着系数。仿真结果验证了该算法的有效性。

汽车车轮侧滑量检测存在问题及对策研究

在分析侧滑产生机理的基础上,论述了目前侧滑检测中存在的检测结果离散性大、判定失准等问题。指出产生这些问题的原因除车速、载荷、胎压等因素外,还包括侧滑台的技术状况、检测站的设计形式等因素。针对问题提出了稳定检测条件、合理制定标准、提高检测技术等实现侧滑量准确检测与正确评定的有效措施。

汽车转向轮侧滑及其影响因素的研究

通过对汽车转向轮侧滑的研究，阐述了汽车转向轮发生侧滑的原因，侧向力产生的过程Z分析了一些因素对侧滑的影响以及侧向力和侧滑量之间的关系，并提出转向轮侧向力是检测转向轮侧滑的评价指标。

差动轮系移动焊接机器人机构运动学分析与仿真

为提高移动焊接机器人跟踪精度,降低控制复杂度,提出了一种复合轮系轮式移动机器人机构。通过复合轮系传动机构,减少了机器人驱动电机与转向电机数量。在其速度分析基础上获得了机器人无侧滑转向条件。设计了一种适用于该机器人的双PID控制器,以整圆焊缝轨迹为例,进行了焊缝跟踪控制仿真,跟踪误差小于0.2 mm,机器人姿态变化平稳,各驱动轮无侧向滑动。结果表明,该机器人不仅可实现无侧滑的转向灵活,同时控制简单、跟踪精度高,降低了机器人成本,提高了焊接质量。

提高汽车主动安全性和操作稳定性的控制策略研究

文章指出把轮胎的非线性和汽车动力性考虑在内的直接横摆力矩底盘控制 (DYC) ,提高了汽车大侧偏角和高侧向加速度的操作稳定性和主动安全性。

直接横摆力矩控制汽车的操纵稳定性研究

文章指出轮胎的非线性和汽车动力性的DYC(直接横摆力矩)底盘控制,提高了汽车大侧偏角和高侧向加速度的操纵稳定性和主动安全性,重点讨论了基于轮胎和汽车动力性试验的控制策略。

数字式侧滑仪

文章介绍汽车侧滑仪的检测原理、硬件结构以及软件配置。本仪器是检测机动车辆安全技术指标的有力工具。

四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制

针对四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制问题,建立了七自由度整车模型和Dugoff轮胎模型.基于滑模控制理论,选择质心侧偏角和横摆角速度两者为联合控制变量,并以汽车车速和路面附着系数为输入,运用模糊控制理论确定联合控制变量的联合控制参数,设计了四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制策略.在Matlab/Simulink环境下选取不同车速、不同路面附着系数进行了连续转向行驶和突然转向行驶的仿真分析.结果表明,所设计的控制策略能够将质心侧偏角和横摆角速度控制在稳定范围内,使车辆在任意转向行驶工况下保持稳定,最大限度地提高轮毂电动汽车的转向稳定性.

侧滑仪与检测工作站通信技术研究

汽车前轮定位参数的正确与否,对汽车的行驶平顺性、安全性、乘坐的舒适性及操纵的灵巧等方面有很大影响。因此,作为前轮定位参数的重要部分——侧滑量的检测在汽车检测系统中占有不可或缺的地位。

数字式侧滑仪通信技术研究

叙述了数字式侧滑仪与检测工作站之间通信实现的方法;论述了数字式侧滑仪端、检测工作站端的通信程序的设计、用户界面的规划和设计等内容。

爬圆锥杆轮式机器人的设计及动力学研究

为实现目前路灯杆的清洗及喷漆工作,在已有爬等直径杆机器人基础上,基于可在圆锥杆上爬行的轮式机器人结构,进行了理论分析计算;将得到的结果导入ADAMS中进行仿真,对上升过程中的侧倾现象进行分析,发现弹簧刚度不够是主要原因;针对弹簧力和杆直径变化关系,重新计算了弹簧刚度,得到了平稳的上升过程;针对弹簧刚度过大出现打滑的现象,最终得到了适合此类结构同样重量机器人的弹簧刚度范围。通过仿真可知,采用上升过程确定的主要参数,机器人下降过程同样稳定。

从维修驾驶论制动跑偏滑侧

本文论述车辆维修、驾驶对制动跑偏、侧滑的影响。维修中若能仔细调整、精细加工,摩擦衬片选材适当,且车辆技术状况良好,驾驶员能正确驾驶,就可避免跑偏和侧滑的发生。

车轮外倾角与前束值的设计匹配

车轮外倾角与车轮前束值是车轮定位中的两个重要参数,车轮前束是为了抵消车轮外倾产生的侧滑不利影响,因此前束值要与车轮的外倾角有合理的匹配。综合考虑车辆的结构参数和轮胎特性,基于车轮的侧滑机理,推导出车轮外倾角与前束值的合理匹配关系模型,用试验结果验证了模型的正确性,为在车辆的设计开发过程中,合理的确定车轮的外倾角与前束值提供理论参考。

四轮轮毂电动汽车质心侧偏角自抗扰控制

汽车的质心侧偏角对汽车稳定性和安全性有重要意义,设计了基于自抗扰控制理论的用于四轮轮毂电动汽车质心侧偏角的高性能控制策略。分析了汽车质心侧偏角控制的动态模型,并通过数学变换将其转换为二阶自抗扰控制器被控对象的标准形式;设计双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层。在直接横摆力矩制定层,利用二阶自抗扰控制器计算出控制质心侧偏角所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法。最后,通过MATLAB/Simulink和汽车动力学仿真软件Car Sim联合仿真验证了所设计控制策略的有效性。

基于鲁棒模型匹配的电动汽车转向稳定性控制

四轮驱动电动汽车在高速转向行驶过程中,由于车辆存在严重非线性,会出现横摆过大、过度转向或不足转向等现象。针对这些问题,文章在深入分析横摆角速度和质心侧偏角对车辆操纵稳定性的表征关系基础上,将模型匹配自适应控制结构与鲁棒控制策略相结合,动态控制横摆角速度和质心侧偏角,纠正驾驶路径和车辆姿态,以改善车辆行驶的操纵稳定性。仿真结果表明,鲁棒模型匹配控制策略对车辆非线性有很好的适应能力。

基于单轮差动制动的汽车横向稳定性控制研究及仿真分析

通过Matlab/simulink搭建了汽车控制系统的仿真结构图,分析了单轮差动制动的横向稳定性控制,对在连续变道工况下行驶的汽车进行了单轮差动制动的仿真分析。仿真结果表明,单轮差动制动的制动方式可以大幅降低质心侧偏角、横摆角速度和侧向加速度的幅值,提高了汽车的行驶稳定性。

基于ADAMS的麦弗逊悬架运动学结构参数优化

利用ADAMS/View建立了某轿车1/4麦弗逊前悬架模型,对测试台施加上、下跳动行程为100 mm的垂向激励。以车轮定位参数作为优化研究对象,根据容限法确定各车轮定位参数的权数,利用加权组合法建立悬架关键设计硬点的优化目标函数,最后采用OPTDES-SQP算法对车轮定位参数进行迭代优化。对比优化前后车轮定位参数和车轮侧向滑移量随车轮跳动的变化曲线,优化后车轮定位参数和车轮侧向滑移量随车轮跳动的变化量得到了显著降低,使麦弗逊前悬架的运动学特性得到了有效提升,提高了该轿车的操纵稳定性。

基于MATLAB/Simulink的四轮转向车辆的操纵稳定性研究

为了研究四轮转向汽车的操纵稳定性,只考虑汽车的横摆运动和侧向运动,将汽车简化为线性二自由度模型。采用前后轮转角成比例的控制策略,对四轮转向汽车的控制系统进行分析,推导出系统状态空间方程,并在MATLAB/Simulink里建立该控制策略下的4WS(Four-wheel Steering)模型,对汽车的操纵稳定性进行仿真分析,将仿真结果与前轮转向进行对比。仿真结果表明:四轮转向汽车能有效地提高低速时的机动性,减小转弯半径,同时提高车辆高速时的操纵稳定性。

基于K&C与轮胎特性的不足转向特性研究

前、后轴车轮平面运动和弹性转向角与轮胎侧偏角的不同导致车辆产生不足转向。提出了适用于低侧向加速度段的不足转向梯度计算方法,并阐述了不足转向梯度在高侧向加速度段存在非线性的原因。在经过校核的某轿车多体模型中建立用户自定义变量,采用仿真值与理论值对比验证了低侧向加速度段的不足转向梯度计算方法精度较高。仿真结果表明,对于高侧向加速度段的不足转向梯度非线性原因解释正确。