基于Bezier曲线优化的茶园拖拉机避障稳定控制方法

针对茶园拖拉机(tractor in tea plantation,TTP)在作业时进行避障转弯极易发生侧翻、倾覆等安全问题,提出一种基于Bezier曲线优化的避障稳定路径控制方法.首先,从作业场景和运行稳定性两个方面进行运动学分析,系统分析了TTP安全作业特点;然后,针对TTP设计了一种避障路径规划系统方案及Bezier曲线路径优化控制方法,该方法拟合出的路径具有路径光滑、曲率连续、初末位置曲率相同等优点;最后,在CarSim仿真平台搭建TTP模型和坡道避障作业的环境模型,验证并分析横摆角速度、质心侧偏角两项重要的操稳性参数.结果表明:TTP在Bezier曲线拟合的避障路径控制方法下当运行速度小于转向极限速度时,运行稳定性良好,当转向速度超过极限速度的65.1%,其横摆角速度和质心侧偏角的超调量变化率分别达到了50.3%和78.6%;同时在该避障控制方法下,随着坡度的增加,即使速度保证在极限速度以下,TTP稳定性也会进一步恶化;在极限坡度角范围内,坡度角增大10°,其横摆角速度和质心侧偏角的超调量变化率平均达到了32.8%和14.5%.

基于改进冲突搜索的智能车库多AGV路径规划

智能车库中多自主引导车(automated guided vehicle,AGV)的路径规划问题直接影响存取车的效率和安全性。针对智能车库中AGV的任务执行优先级问题,提出了基于改进冲突搜索的路径规划模型(improved con‐flict-based search with priority,iCBS-pri),该改进模型主要由任务分配(task allocation,TA)、单AGV路径规划(path planning,PP)、多AGV冲突检测与解决(conflict detection and resolution,CDAR)3个模块组成,TA模块将未分配任务分配给AGV,PP模块通过设置直线惩罚函数,减少路径的转弯次数对AGV运行时间的影响以提高AGV任务完成效率,CDAR模块包括冲突检测(conflict detection,CD)子模块和冲突解决(conflict resolution,CR)子模块,CR子模块针对CD子模块检测出的冲突类型,制定基于备用区域(spare zone,SZ)和旁路规划(bypass,BP)的冲突解决策略,以规划多AGV无冲突路线。仿真实验验证了典型场景下的该模型,结果表明:(1)PP模块所提改进A相较于传统A算法在路径长度和拐点数量分别减少8.82%和38.62%;(2)任务分配算法的分配成功率达到100%,任务一致性的概率达88.9%;(3)iCBS-pri算法在任务规划成功率方面比iCBS算法平均提升11.3%,算法平均运行时间提升5.93%,进一步提升了智能车库存取车效率。

一种改进非线性模型预测轨迹跟踪控制方法研究

在狭窄场景中(如停车场)车辆运动空间有限并与障碍物距离较近,车辆在行进过程中容易造成擦碰。为避免此类事故的发生,需要进一步优化车辆跟踪控制算法,以提高其控制精度和计算效率。为此,提出了一种改进的非线性模型预测车辆轨迹跟踪控制方法。该方法采用改进的二阶龙格库塔方法对汽车前进/倒车运动学模型进行离散化处理;针对非线性优化导致的计算负担问题,提出一种基于动态的移动分块矩阵策略来约束控制量,以减少独立输入量的数目,降低计算复杂度。仿真结果表明:所提的控制方法相较于前馈PID以及原NMPC,在横向误差方面分别减小了50.4%、28.21%;在航向误差方面分别减小了19.58%、12.53%。在梯形和弯曲轨迹下,求解时间相较于原NMPC分别减少了28.73%、9.89%。因此,所提方案在跟踪精度与数值求解效率方面得到了明显的提升。

钢结构新型楼(墙)板体系施工工艺与装配技术

为促进钢结构装配式住宅的推广应用,以江苏某装配式钢结构住宅项目为例,考虑了装配式钢结构安装精度要求高等重难点,研发了一套新型钢结构建筑施工工艺。对钢框架体系吊装工艺和支撑体系、预制ALC墙板连接节点处理方法、装配式钢桁架楼承板的施工工艺进行合理优化,提高了钢结构的施工质量,并且能够缩短工期。除此之外,针对装配式钢桁架楼承板的存在的施工困难与安全隐患问题,结合ALC板、钢桁架以及预制压型钢板三者的特点进行优势互补,自主研发了一种新型预制ALC-钢桁架楼承板。实践证明,该套新型施工技术使工程质量的可靠程度得到显著提高,施工效率也得到明显提升,可为今后类似的钢结构装配式工程的施工提供参考依据,提高钢结构装配式住宅的应用价值。

装配焊接机器人在立体停车设备钢结构加工中的应用

装配焊接机器人在立体停车设备钢结构加工提供了契机,运用视觉纠偏传感器和焊缝跟踪技术,装配焊接机器人具有装配一致性好,焊接效率高、综合成本低等特点。

概念设计及结构措施在建筑结构设计中的应用

在结构设计中,概念设计及结构措施是重要的补充条件,设计师在开展概念设计过程中,必须与建筑项目实际情况相结合,综合考虑各方面需求,从而提升建筑结构设计的整体效果。当前建筑项目设计及施工标准的要求不断提高,既需要对结构的整体质量进行改善,又需要尽量满足人们的各类功能需求,而概念设计及结构措施则能够满足这些需求。因此,为了探讨在结构设计中对概念设计及结构措施的具体应用,本文首先对结构设计与概念设计进行区分;其次,分析概念设计及结构措施在结构设计工作中开展的必要性;最后,对概念设计及结构措施的具体应用进行分析,从而为结构设计工作提供支持。

采用分布参数模型考虑高阶模态对底部带BRBs的铰支墙框架结构的影响

为了研究高阶模态对底部带BRB的铰支墙(HWBB)框架结构的影响,建立了HWBB-铰接框架和HWBB-抗弯框架的分布参数模型.将铰支墙简化为弯曲梁、BRB简化为转角弹簧、抗弯框架简化为剪切梁.推导出2种分布参数模型的振动方程,求出各阶周期、各个振型及内力和位移的数值解.研究了相对刚度比以及转动刚度比对高阶模态效应的影响.对于弹性结构,整体位移及抗弯框架中的剪力由一阶模态控制,而墙中的剪力和弯矩受高阶模态影响较大.同时研究了BRB屈服对HWBB-铰接框架结构内力分布的影响.结果表明:在BRB屈服后,原一阶模态将不再对内力产生贡献,而高阶模态对内力贡献作用将增加.但BRB屈服后位移对高阶模态不敏感、仍由一阶模态控制.参数分析表明:在墙的抗弯刚度达到一定值前,随着墙抗弯刚度的增加,结构的位移会逐渐减小;随着转动刚度的增加,前三阶周期会减小;随着转动刚度比的增加,一阶模态的基底剪力贡献系数减小,但二阶和三阶模态的基底剪力贡献系数增加.

基于ANSYS的梳齿塔库提升平台结构优化设计

根据梳齿塔库提升平台的需求,建立三维实体模型,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对提升平台进行静力学分析,分析结果显示其强度和刚度均满足设计指标要求。基于建立的提升平台模型,以梳齿结构为优化对象,构建Kriging响应面模型,运用多目标遗传算法获得Pareto前沿解集,进而得到优化的梳齿结构并进行偏载工况验证。验证结果表明,有限元仿真分析、响应面模型和多目标优化算法的结合应用,能够保证提升平台在满足强度和刚度的情况,快速确定关键受力构件的合理结构尺寸,实现提升平台的轻量化设计,降低制造成本。

软弱地基条件下超高单层工业厂房吊装技术

中航宝胜海洋工程电缆项目101号电缆车间工程,建成后生产高强度耐热铝合金导线及高端装备用特种电线电缆,将助力中国5G通信发展。厂房所在位置地基软弱,吊装施工过程困难;单层工业厂房涉及的柱高达57 m,构件形式复杂,施工难度大;工程施工过程涉及大量高强螺栓的施工且螺栓施工质量要求较高。针对软弱地基条件下吊车行走困难问题,分析地基处理方法,简化计算模型,采用浇筑素混凝土的方法解决软弱基地问题,保证后期工程吊装顺利进行。针对超高单层工业厂房吊装难题,提出一整套构件的生产、运输、工况验算以及安装顺序措施,为工程顺利进行提供保证。在高强螺栓安装前进行高强螺栓轴力和连接面摩擦系数试验;提出依次由里向外、由中间向两边对称进行的螺栓安装顺序;针对接触面间隙超限问题提出相应的处理措施,保证高强螺栓施工质量。

园林施工中苗木反季节栽植技术探析

近年来,人们的生活水平不断提高,对于生活质量的要求也在提高,尤其是追求更舒适健康的生活环境。所以我国当前城市发展建设中很重要的一点就是城市园林的建设,而园林工程具有其特殊性,尤其是施工所用的苗木很大程度上受到了季节的影响。为了确保园林施工中苗木的成活率,需要应用反季节栽植技术,才能够确保园林苗木的成活率,从而提高园林工程的整体质量和景观效果。

升降横移类停车设备速度设计计算与验证

以两层升降横移类链条提升式停车设备为例,介绍停车库的提升速度和载车板横移速度的计算方法,为类似停车设备的设计计算提供参考。

中空波纹夹层钢管混凝土柱抗震性能拟静力试验研究

为了研究中空波纹夹层钢管混凝土柱的抗震性能,以轴压比、空心率、长细比和截面形式为试验参数,开展了中空波纹夹层钢管混凝土柱的拟静力试验,分析了试件的破坏模式、承载能力、延性与耗能能力、刚度退化和强度退化等性能指标.结果表明:中空波纹夹层钢管混凝土柱的水平承载力较高,滞回曲线饱满,无明显捏缩现象,延性和耗能能力良好,同级循环荷载作用下性能稳定;试件的破坏模式为延性破坏,具体表现为柱底钢管鼓曲变形、混凝土压溃、局部缺陷处管壁撕裂;空心率较小的试件承载力较高,耗能能力较强;当长细比由20增至30时,试件位移延性系数降低了47.49%,承载力也明显下降;随着轴压比的增大,试件耗能能力逐渐降低.

基于移动机器人的智能车库关键技术综述

近年来基于移动机器人的智能车库(Robot-based intelligent garage,RIG)以高容量、高效率和高安全性的特点,在缓解城市“停车难”问题彰显卓越功效。RIG作为智能交通系统的重要组成部分,其核心组件是移动机器人(Automated guided vehicle,AGV),而AGV运行控制依赖RIG关键技术。在分析RIG相关文献的基础上,首先根据RIG运行特点,从“布局方案”“调度策略”和“路径规划”三个方面对现有RIG关键技术梳理。然后,系统回顾了RIG关键技术的理论基础、研究方法、应用现状及优缺点,深入探讨了RIG关键技术在运行过程中所发挥的重要作用。最后,针对RIG运行过程中存在的问题,仍从以上三个方面展望了RIG关键技术的发展趋势。需要强调的是:①运用大数据处理技术,挖掘不同时间段停车需求,指导RIG布局自动优化以平衡停车容量和存取效率需要;②云机器人技术在RIG调度策略应用逐渐广泛,结合出行即服务技术RIG,制定满足用户满意度的RIG调度策略;③随着RIG布局方案、调度策略以及实际环境障碍物的复杂化,利用深度强化学习框架解决AGV的路径规划问题已成为当前发展趋势。系对RIG关键技术研究成果的系统梳理,对未来RIG技术研发和工程应用具有重要的指导意义。

面向紧急变道行为的协同避撞控制模型

针对网联混行环境下变曲率车道车辆突入变道行为影响自动车行车安全的问题,建立了融合模型预测控制和虚拟冲突场的紧急协同避撞控制模型(MPC-CAPF).利用长短期记忆网络(LSTM)预测侧车变道轨迹,并设计虚拟冲突点,构建基于虚拟冲突场的瞬态紧急避撞模型.为弥补势场力应用弊端,设计基于模型预测控制(MPC)的速度协同自适应控制器,实现侧车越线前的协同预控制.实验结果表明:MPC-CAPF模型能在变曲率紧急变道场景中有效避撞,预控制符合实际避撞过程中车辆运动状态;相比传统避撞模型,提前3 s完成避撞,加速度方差显著降低,并提前2 s达到稳定终止状态,为车辆的安全舒适性能提升奠定了理论基础.