基于Pure Pursuit算法的智能车路径跟踪

为了实现智能车路径跟踪,根据电子式助力转向系统的工作原理,对北京工业大学智能车B JUT-IV的转向系统进行设计.根据车辆参数和车速确定预瞄距离,并通过车辆与规划路径间存在的位置关系确定预瞄点,采用Pure Pursuit算法计算出前轮偏角控制量.建立车辆横向运动学模型,并在Matlab上进行了路径跟踪仿真实验.最后,与GPS相融合,根据GPS提供的车体位置信息,在校园规定线路对路径跟踪算法进行验证.实验结果表明:该算法跟踪偏差较小且前轮摆动幅度适中,确保了车辆在行驶过程中的稳定性.     

积分分离PID控制在温控系统中的仿真研究

温度控制在工业生产中占据重要位置,PID控温是目前温度控制过程中应用最广泛的一种控制方法.积分分离PID控制能根据实际生产中偏差的大小来加入或取消积分作用,提高系统稳定性和快速性.     

多机器人任务分配与路径规划算法

针对多机器人任务分配和路径规划存在的移动方向角偏差问题,本文引入矢量方向来修改机器人的运动方向角,提出了一种改进的基于矢量方向的自组织算法,使一组机器人在自动避开环境中障碍物的情况下能够有效地到达所有指定的目标位置。采用基于矢量方向的自组织算法对多机器人系统进行任务分配,使机器人能够访问各个目标位置,整个过程包括获胜神经元的选择、优胜邻域函数的确定以及权值的修改。根据引入的矢量方向法更新SOM获胜神经元的权值,使每个机器人在访问相应目标的过程中能自动的避开障碍物,以避免在路径规划过程中横穿障碍物,进而实现机器人的自动、有效路径规划。仿真实验结果表明:与传统的SOM算法相比,本文所提出的算法在机器人数量与任务目标点数量相同或机器人数量小于任务目标点数量的情况下,能够自主地避开环境中的障碍物并进行合理地任务分配,具有较高的有效性和实用性。     

基于四阶矩估计的机器人运动可靠性分析

为了研究串联型机器人的连杆尺寸偏差和关节间隙对运动可靠性的影响,将机器人运动路径离散成一系列插补点,有效的运动路径要求每一个插补点的位置误差均在精度范围之内.以离散点的位置误差为随机变量,通过研究路径中所有离散位置点误差的极值分布,基于最大熵原理建立机器人系统的功能函数.采用四阶矩估计法,对机器人的可靠性进行计算.与传统的一阶可靠性方法、一次二阶距估计法及Monte Carlo模拟进行对比分析.结果表明,采用四阶矩估计方法能够提高计算精度,显著缩短计算时间.     

视觉定位在PCB雕刻机中的应用研究

针对基于物理雕刻的快速PCB制作方法中存在的翻板定位精度不高的问题,进行了PCB定位孔亚像素视觉定位算法的研究.通过Hough变换得到定位孔的边缘像素点并过滤掉非圆上的干扰点,再使用最小二乘法进行圆拟合实现定位孔的亚像素定位以提高系统的定位精度.根据实际位置与理论位置偏差值得出校正加工数据的齐次变换矩阵,实现翻板定位时...     

无人驾驶车辆路径跟踪控制器的设计及实现

为了提高无人驾驶车辆路径跟踪的精度与实时性,通过分析无人驾驶车辆的运动模型,提出一种结合补偿控制的模糊PID跟踪算法。采用G PS获取车辆位置信息,并与目标路径比较,从而求出位移的偏差和车辆航向角的偏差,以此作为控制器的输入信号。根据偏差量和偏差量的变化程度来决定方向盘的转向和车速,运用补偿控制对模糊控制器的输出值进行纠正,从而控制无人驾驶车辆实现路径的准确跟踪。试验结果表明,该算法能够准确跟踪各种参考路径,并具有较好的鲁棒性。     

基于路径加权反馈的工业环网时钟同步方法

为了实现大规模环形网络系统中所有结点的高精度时钟同步,根据环形链路存在物理环路的特点,通过环形链路中的备用链路,由主时钟进行累积同步偏差反馈.基于该累积同步偏差和所有设备间时钟同步数据帧在环网中的传输时延,对累积偏差进行路径加权反馈,实现系统中所有时钟的偏差补偿,提高其同步精度,从而实现大规模工业环形网络的高精度时钟同步.在分析单跳同步偏差以及边界时钟累积同步偏差的基础上,得出基于路径加权反馈后所有设备的同步偏差,理论证明了该算法的有效性.进一步通过实验验证,该算法显著提高了环形网络时钟同步精度     

机器人自动化制孔系统

为了实现飞机装配中高质量、高效率的自动化柔性制孔,架构一套集成激光测量技术、计算机控制技术、离线编程技术和机器人技术的自动化制孔系统.在自动化制孔过程中,孔位法向向量可以根据产品模型直接获取,但是飞机部件的实际外形和理论外形存在一定的偏差.为了减少制孔偏差,提出一种基于4个激光位移传感器的法向偏差修正技术.通过标定获得激光位移传感器的零点位置和激光方向,再根据传感器的测量值计算得到加工表面的实际法矢方向,通过调整机器人姿态实现孔位法向偏差的修正.试验结果表明,该系统的制孔效率为6 孔/min,法向精度优于0.5°,大幅提高飞机部件的制孔效率和装配质量.     

自动引导车轨迹偏差的智能控制

针对自动化仓储设备AGV固定轨迹控制方式，建立了AGV小车路径偏差控制系统的数学模型．应用数学方法分析偏差与车轮速度的相互关系，从而得到其动态结构图；通过小偏差线性化的方法，将该非线性系统简化成单输入单输出线性系统．采用多点信号采集，利用模糊控制理论，进一步提高了小车路径偏差的控制准确度．通过对系统加载输入正弦信号，验证了系统具有良好的跟随性和稳定性．     

基于改进遗传算法的移动机械臂拣选路径优化

传统移动机械臂路径规划算法没有根据抓取点分布情况对工位点坐标进行优化,效率低,对此,提出了一种基于改进遗传算法的移动机械臂拣选路径优化方法.通过对拣选物品位置的分析,建立单个工位点上移动机械臂分拣路径模型和多工位点的旅行商（TSP）问题模型,运用改进的遗传算法,在工作空间内对各个工位点的位置坐标寻优,规划出移动机械臂抓取的最短路径和多工位点间移动的最短路径.实验结果表明,与传统遗传算法可能,运用改进的等级进化选择算子和最优近邻交叉算子,遗传算法的收敛速度提高了46.15%,路径缩短了45.99%,系统运行时间减少了25.80%,提高了系统效率.     

某飞行器舵机控制的模糊PID算法

文中旨在探讨采用模糊PID算法对某飞行器的舵机系统进行控制.上位机设定的预定轨迹和导航仪检测的实际轨迹的偏差通过组合运算,得到预定舵面位置,同时舵回路不断的采样并反馈实时舵面位置,把预定舵面位置和实时舵面位置的偏差进行模糊处理,进而把偏差论域进行设定.结果表明,和经典PID相比,经过模糊PID算法处理后,舵机系统超调量和稳态误差减小,系统的阻尼性能和稳态性能得以提高.结果显示,舵机系统控制过程中,采用模糊PID算法,使得整个系统具有更高的稳定性和可靠性.     

基于双五次多项式的智能汽车换道路径规划研究

快速准确地进行换道路径规划、有效跟踪期望路径以及换道过程中保持车辆的操纵稳定性,是保障智能汽车主动安全的核心技术.针对智能汽车主动换道过程中的路径规划问题,引入中转位置,提出基于双五次多项式的路径规划策略,以提高换道路径的平滑性,保证车辆换道安全性,满足换道实时性要求.对主动换道场景进行分析,确定换道初始及目标位置;基于车辆换道过程中的临界碰撞点,提出双五次多项式换道路径规划策略;建立联合仿真模型,针对不同道路状态进行主动换道仿真试验.结果表明：由于引入了中转点,利用双五次多项式规划方法得到的换道路径在临界碰撞状态前有更明显的侧向位移,能避开前方障碍车保证了换道安全性;换道中转位置处车辆最大侧向加速度不超过2 m/s²,保证了换道过程中车辆操纵稳定性;在干燥路面与湿润路面工况下,换道所需纵向安全距离减小20 m左右,保障了换道过程的纵向碰撞的安全性.研究结果可以为智能汽车主动换道路径规划提供理论及实践依据.     

独立架构下自适应情境的位置隐私保护方法

针对基于位置的服务位置隐私保护系统中可信第三方匿名服务器易受攻击的架构弊端以及用户间合作稳定性因时空变化而无法保证的问题,在无可信第三方、非合作模式下,提出一种自适应情境的位置隐私保护方法．通过服务器端构建多粒度抽象路网与位置情境模型,解决终端实时位置情境信息感知的通信问题;同时,根据终端用户的个性化通信成本与位置隐私保护强度设置,实现查询点与查询区域的自适应选取．实验结果表明,该方法实现了隐私保护度与通信开销、计算开销的平衡．     

基于iGPS和机器人的大尺寸接触式测量系统

针对传统大尺寸复杂曲面特征点坐标测量过程中存在的被测工件与测量系统进行坐标系统一时会存在较大偏差、被测工件在测量过程中易产生移动和深孔中心位置点无法准确测量等问题,设计了一种用于大尺寸复杂曲面特征点的坐标测量系统。首先,对手持框架和探针的结构进行了设计,使用iGPS定位系统和工业机器人搭建了测量系统。然后,采用微平面法对探针测头进行了补偿。测量系统可同时实现对大尺寸曲面上特征点三维坐标的自动化测量和动态测量。实验结果表明:采用微平面法的测头补偿误差不超过±0.2mm,深孔中心位置点的测量精度在±0.2mm左右,测量系统不确定度为0.279mm。测量系统可实现大型复杂曲面坐标的动态跟踪测量,且适用于带有深孔特征的曲面测量。     

基于双 Ｂ样条的手机点胶轨迹插补算法研究

针对手机边框点胶加工对均匀点胶、点胶方向垂直于点胶曲面的需求，研究了基于五轴点胶机的双 Ｂ样条插补算法。首先，使用两条 Ｂ样条曲线规划针尖点和针轴点的轨迹；其次，使用预估校正法计算针尖点轨迹插补参数，根据同步关系计算针轴点轨迹插补参数，进而计算两条插补轨迹；再次，根据两条插补轨迹计算非过渡区间的旋转轴转角，使用五次多项式计算过渡区间内的旋转轴转角；最后，根据旋转轴转角和针尖点轨迹计算平动轴位移量。仿真结果显示：笔者算法的迭代次数较少，速度波动率较小。实验结果表明：笔者算法的速度波动率、轨迹误差和点胶针轴矢量的偏差相较于 ＰＶＴ（位置－速度－时间）插补算法较小，笔者算法的工程有效性得到验证。     

交流伺服电机霍尔位置传感器关键技术综述

交流伺服电机在新能源、航空航天和家用电器领域应用广泛,转子位置信息和转速的获取是伺服驱动系统的关键所在。鉴于光电编码器和磁编码器大体积、高成本的弊端,以及无位置传感器技术的局限性,霍尔位置传感器驱动型交流伺服电机驱动技术成为该领域的研究热点。介绍了基于霍尔位置信号的高分辨率转子位置预估方法;从稳定性和可靠性角度出发,分析了霍尔传感器安装位置偏差及其偏差补偿技术、霍尔位置传感器故障在线诊断和容错控制策略。最后,总结了霍尔传感器驱动型交流伺服系统待解决技术问题。     

基于内存监控的动态脱壳系统

恶意代码所采用的各式各样的“壳”给安全分析带来了很多困难,加壳代码的自动脱壳技术对提高安全分析工作的效率有很大作用。根据加壳程序在运行过程中的特点,设计并实现了基于内存监控的恶意代码动态自动脱壳系统。该系统动态的记录并分析加壳程序在运行过程中内存操作,并根据脱壳特点确定原程序的真正执行位置,完整的记录加壳程序脱壳过程。实验表明,该动态脱壳技术可以有效实现对恶意代码的自动脱壳。     

新型铁钻工铰接臂铰点位置的优化

鉴于铁钻工铰接臂铰点的位置直接影响伸展与升降油缸的最大工作压力与油压稳定性,在分析铁钻工铰接臂运动特性的基础上,以降低最大工作压力与提高压力稳定性为目标,采用统一目标函数法建立针对铰点位置的优化模型。采用遗传基因算法,利用Matlab优化工具箱,优化铰点位置。根据优化结果,借助Adams软件建立铰接臂动力学模型,比较优化前后伸展与升降油缸油压的变化情况。仿真结果表明:优化后的铰点位置大大提高铰接臂工作性能。     

面向无人机的逐点偏移式卫星导航欺骗干扰方法

针对无人机在失控肇事、干扰航管、窥视窃密、恐怖袭击等方面的危害,本文提出一种基于逐点拉偏式卫星导航欺骗方法,通过重构错误的导航坐标系诱骗目标无人机飞离敏感区域保护地面安全。该方法将整个无人机欺骗过程看作是单步位置欺骗拉偏的时间迭代过程,首先根据无人机的运动学模型以及外部量测信息估算出无人机的真实位置点以及真实控制输入量;然后考虑无人机飞行控制器对欺骗效果的影响,在真实控制输入量中抵消掉预先设置的欺骗控制力矩效果,设计构造虚假卫星信号使得GNSS/INS组合导航模式下的滤波估计无人机位置点仍靠近原始期望目标点,但发生了偏差;最后这种偏差产生的无人机轨迹跟踪控制输入量会导致无人机真实状态点往欺骗目标点偏移,实现单步卫星导航欺骗效果。单步欺骗过程在时间上的迭代运用,可实现无人机位置的逐点偏移式欺骗。仿真结果显示利用逐点偏移式卫星导航欺骗方法能使得目标无人机慢慢偏离原始轨迹而跟踪欺骗轨迹,且组合导航滤波器估计轨迹仍跟踪原始参考轨迹,达到了卫星导航欺骗的目的。本文提出的基于逐点拉偏式卫星导航欺骗干扰技术可用于保障重点区域/人员的低空安全防护。     

仿人头颈部机器人跟踪运动控制

仿人头颈部机器人是仿人机器人的一部分,负责对视觉目标进行动态跟踪。为了能够精确跟踪目标,在系统运动学建模过程中,将机器人视场中心的视线作为一个具有伸缩自由度的连杆加入头颈部结构的运动学模型。通过双目视觉系统计算得到的目标点位置在数学模型上成为连杆机构运动的目标位置。为了使具有冗余自由度的头颈部机器人的运动更符合人类的动作行为,对用于消除运动学奇异点的阻尼最小二乘逆解算法进行了改进。改进后的修正算法不仅能够使机器人在运动过程中避开奇异点,而且能够实现算法上的关节限位,保证机器人运动的关节舒适度,使其更符合人类的行为习惯。仿真实验表明:这种算法在很大程度上提高了机器人运动的可靠性和稳定性。