光电自动寻迹智能车控制系统的开发

介绍了以Freescale 16位单片机MC9S12DG128作为系统控制处理器的智能车控制系统,该系统采用基于反射式光电传感器路径检测模块,获得赛道信息,求出小车与黑线间的位置偏差,采用PD控制策略对舵机转向进行控制.并通过速度传感器实时获取小车速度,运用PID 控制策略形成速度闭环控制.     

基于路径记忆算法的智能小车控制系统的设计

针对智能小车视觉导航中图像处理复杂和路径数据存储量大的问题,介绍了一种基于路径记忆算法的智能小车控制系统.通过推导小车转向控制角和摄像头检测出的路径横向偏差之间的简洁关系,实现对小车的运动控制,提高了系统的实时性和控制精确度.并提出了一种将数学形态学滤波算法和行程编码算法结合用于路径记忆的新方法,该方法占用的存储空间小...     

基于增量式PID智能车调速系统的设计

为提高智能小车适应不同道路的能力和速度响应,设计合理电机驱动电路和选择高效速度控制策略显得尤为重要。基于增量式PID的调速系统设计了一套自动信息采集、道路分析、控制策略选择的系统,着重分析了增量式PID算法调速的性能,阐述了增量式PID参数整定的方法和过程。通过实际的测试得到闭环控制后电机的调速曲线。试验结果表明,采用增量式PID控制算法,小车运动的速度稳定性相比采用开环控制得到很大的提高,智能车驱动电机的控制更流畅,电机的响应速度更加迅速,智能车的调速系统的设计达到了要求。     

基于红外光电传感器的智能小车控制算法设计

设计了智能车的整体软件系统.采用红外光电传感器和光电编码器分别进行道路信息与小车速度的采集,同时采用模糊控制算法和棒-棒算法分别对智能车的转向舵机和驱动电机进行控制.整个软件系统具有控制灵活、响应速度快、超调量小、鲁棒性强等优点.     

基于视觉导航的智能小车调速控制器设计

智能小车控制是构建智能车路系统中汽车列队行驶模拟系统的基础。针对智能小车自主寻迹问题,通过对寻迹路径的偏差及偏差的导数进行模态划分,提出对应的模糊控制规则,进而以DSP TMS320F2812为主控芯片控制智能小车电机的转速,实现智能小车纵向自主控制。模型车运行实验表明智能小车速度调节算法可行。     

基于视频的自动巡航智能小车的设计与实现

为了进一步提高自动巡航智能小车的速度,在图像采集部分,将模拟CCD摄像头架高并减小其俯角,并在单片机外部搭建高速AD转换电路。在驱动部分,用H桥驱动电路正反向驱动智能小车前进和刹车,结合速度编码器实时获取车速,并对其运用PD算法进行控制。在转向部分,改进舵机的安装方式为立式并架高。结论证明,智能车实现了前瞻大及转向响应灵敏,能够快速且稳定运行。     

基于视觉的智能车道路检测与转向控制策略研究

本文主要针对智能车道路检测的现状和视觉的转向控制展开,通过对智能车道路的深入研究,来对视觉的转向来提供针对性的控制策略.针对现实存在的问题,在理论依据的基础上,从智能车视觉的采集,智能车路线的运算轨迹,智能车的路径识别等方面进行详细的阐述.     

基于无线通信网络的多智能车速度一致性控制系统

将一致性理论应用到多智能小车的速度一致性控制中。首先分析了多智能小车速度一致性的采样、量化算法;然后基于此理论设计了智能小车控制系统,并利用模块化理念设计了Zig Bee无线通信、电机驱动、SD卡速度存储及速度显示等硬件模块,实现了多智能车速度一致性控制的采样、量化程序,以及多车间信息交互的通信协议等。实验结果表明:基于一致性理论的多智能小车实现了速度的一致性控制。     

基于视觉的智能车道路检测与转向控制策略研究

对以FREESCALE的MC9S12DG128芯片为核心控制器的智能车采用了OV7620数字摄像头进行路径识别,再利用核心控制芯片对采集到的数据进行分析并提取出赛道黑色中心线,对赛道上出现的不规则黑色干扰信号进行过滤处理,从而准确地判别出赛道的形状,为舵机和电机提供控制依据以使小车平稳快速的行驶。并对智能车的转向控制策略的选择改进进行了分析,通过对比查表PID控制策略和模糊PID控制策略,以及具体试验观察,最终选择了模糊PID控制策略,实现了对直赛道、弯曲赛道的识别和优化处理,运行效果得到了改进,特别是在弯道处,在保证车体平稳的情况下车速有了极大的提高。     

基于S12微控制器智能车的软件设计

以9S12XS128为控制核心,采用"弦切法"对路径状况进行分析优化处理,通过建立模糊规则库调整智能车电机转速与舵机转角的匹配,利用PID算法完成对舵机的控制。设计并制作出能以较快速度自主识别各种赛道轨迹的智能车。实验及大赛结果表明本设计可以优化路径选择,提高舵机响应速度,同时使小车在弯道处速度平滑稳定。     

静液传动高速履带车辆转向参数匹配与控制

为了解决静液传动履带车辆转向时外侧系统压力容易过高以及转向轨迹控制问题,基于双侧轮边液压驱动结构特点,提出了外侧马达采用压力、发动机转速双参数控制,内侧跟随外侧采用速度闭环控制的转向控制策略,对目标相对转向半径与方向盘转角、车速,马达排量与发动机转速、系统压力等参数进行了匹配。建立了整车转向仿真模型与实车实验系统。仿真与实验结果表明,控制策略能有效控制系统压力,参数匹配结果能满足转向控制要求,车辆按照目标相对转向半径实现了准确快速转向。     

智能探测车避障转向控制

针对智能探测车的转向系统是一个具有大延迟、非线性的复杂系统,对其建立精确的数学模型较为困难,且其航向易受到诸多因素干扰的问题,研究了预测控制中的动态矩阵法,提出一种新的智能探测车转向机构模型.该方法用障碍物的方向角和距离偏差作为参数,在预测控制算法中采用动态矩阵控制,输出前轮转向角,再将转向角预测量与实际转向角之和作为反馈,对转向角变化趋势做出预测.通过仿真验证了在不同纵向速度下,加入相同干扰时的系统响应.结果表明,该算法在智能探测车障碍物避让控制中,对外界环境的干扰具有较强的鲁棒性,能够满足智能探测车转向控制要求.     

基于理想转向传动比的汽车线控转向控制算法

以29自由度汽车动力学模型为基础,提出了保证汽车转向增益不变的理想传动比稳态控制策略,使线控转向汽车转向特性不受车速和方向盘转角变化的影响;提出了基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法。仿真和驾驶模拟器实验表明,基于理想转向传动比的稳态控制策略保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担,适合于更多的驾驶人群;基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法有效提高了汽车的稳定性。     

基于双功率流差速转向履带车辆关键参数研究

为了适应复杂环境和非结构化地形,提出一种具有平衡摇臂的双功率流差速转向的履带车辆动力底盘。该履带车能够实现调节地隙、自适应路面、障碍物跨越、灵活的姿态调节和稳定的姿态保持以及轮履复合的设计要求。本文确定了具有差速转向机构的履带车辆的总体构型方案,根据驱动力和行驶阻力的平衡建立了行驶模型,根据履带车辆爬坡角度和爬坡速度,建立了爬坡时所需功率模型,以此为基础,确定了移动机器人爬坡时驱动电机最大功率与最大爬坡度和爬坡时的车速之间的关系,分析和计算了履带车辆直线行驶电机、转向行驶电机、摆臂调节电机的功率,推导出了转向时内外侧履带所受的转向阻力矩,并确定了车辆对质心总转向阻力矩。该研究成果能为履带车辆的样机研制和试验提供了理论依据和研究手段。     

改善人-车综合性能的变传动比反馈方法

为了提高驾驶员、车辆组成的人-车闭环系统的综合性能,提出一种变传动比反馈方法.根据车速与转向盘转角设计了模糊控制的变传动比策略,仿真表明该策略产生的传动比变化平滑,能改善驾驶员疲劳指标.将该策略与横摆角速度反馈结合,形成基于模糊控制的变传动比反馈方法.采用该方法在车辆模拟器上进行2种车速下的双移线试验和蛇形试验.结果表明：该方法与横摆角速度反馈或定传动比控制相比更加有效,转向盘的转角变化范围最小,降低了驾驶员疲劳程度,同时保证了车辆操纵的稳定性,使得人-车综合性能指标得到了明显改善.     

汽车高速紧急避障路径跟踪与主动防侧翻控制

为提高匹配机械弹性车轮汽车在高速紧急避障时的效率与安全性,在Simulink中建立了整车非线性八自由度模型,并基于车轮样机台架试验数据,利用Matlab遗传算法工具箱对机械弹性车轮模型参数进行分级辨识.综合考虑行驶车速、轨迹跟踪误差、方向盘转角以及侧翻评价指标,建立了八自由度驾驶员—汽车预瞄跟随闭环系统模型.分析了汽车在不同行驶车速时所需的方向盘角输入信息与侧翻状态响应,总结出汽车高速转向时的侧翻动态特性.为高速安全通过规划的避障路径,在转向控制驾驶员模型基础上建立了速度控制驾驶员模型,当侧翻评价指标超过安全阈值时利用制动踏板降低车速,当纵向车速小于期望安全车速时利用加速踏板提高车速.仿真分析表明建立的高速避障路径跟踪与控制策略能高效完成避障路径跟踪,同时能有效降低紧急避障时的侧翻风险.     

Study on Steering Control Strategy for High-Speed Tracked Vehicle with Hydrostatic Drive

Steering control strategy for high-speed tracked vehicle with hydrostatic drive is designed based on analyzing the fundamental steering theories of the hydrostatic drive tracked vehicle. The strategy is completed by the cooperation between integrated steering control unit and pump & motor displacement controller. The steering simulation is conducted by using Simulink of Matlab. It is indicated that this steering control strategy can reduce the average vehicle speed automatically to achieve the drivers expected steering radius exactly in the case of ensuring not exceeding the system pressure threshold and no sideslip.     

On fractional control method for four-wheel-steering vehicle

Four-wheel-steering (4WS) system can enhance vehicle cornering ability by steering the rear wheels in accordance with the front wheels steering and vehicle status. With such steering control system, it becomes possible to improve the lateral stability and handling performance. In this paper, a new control method for 4WS vehicle is proposed, its rear wheels steering angle is in accordance with the angle of front wheels steering and vehicle yaw rate, and the effects of front wheels steering angle velocity are considered by adopting the fractional derivative theory. Some design specifications for control law are also given. The effects of the control method are verified by a kind of numerical scheme presented in this paper. The dynamic characteristics such as the side-slip angle and the yaw angle velocity of the vehicle gravity center are compared among three kinds of vehicles with different control methods. And the kinematics characteristics such as turning radius between 4WS and 2WS are also discussed. Numerical simulation shows that the control method presented can improve the transient response and reduce the turning radius of 4WS vehicle. Supported by Ford-China Research and Development Foundation (Grant No. 50122153)     

红外光电传感器自动寻迹智能车的设计与实现

以一种模型汽车为硬件平台,基于MC9S12DG128单片机为核心控制单元,红外光电传感器为检测手段,设计制作一种自动寻迹智能车控制系统.在设计中,将外部轨迹的动力学模型分析简化后作为内建模型,采用非线性PD算法智能控制方案,进行舵机方向、速度调节,以缩短智能车的控制响应时间,最终实现了模型车在规定路径上,自主识别路线、快速行驶.实验证明,系统能很好地满足智能车对路径识别性能和抗干扰能力的要求,速度调节响应时间快,稳态误差小,具有较好的动态性能和良好的鲁棒性.     

PID结构广义预测控制算法的仿真及分析

为了使智能车转弯平滑,提出了一种具有PID结构的广义预测控制算法.利用PID控制与广义预测控制规律的相似性,通过改变一般预测控制中的目标函数,确立了广义预测控制算法的递推关系.并对其进行了仿真,结果表明：舵机通过路径检测传感器采集到当前路径信息做出转弯响应,可以预测出下一时刻的转向控制信息.在干扰信号的作用下,对于不同的路径信息,目标函数中增量u的输出曲线稳定,时间明显缩短,在7s后出现周期性变化,使得舵机的预测输出轨迹接近给定输入轨迹,实现了对PID参数自动整定和优化.