量化因子对自动驾驶偏差数据处理的研究

针对自动驾驶汽车在转向时为防止横向偏差和角度偏差数据超出物理论域而导致决策错误,在模糊控制系统中设计了横向偏差和角度偏差量化因子模块.模糊控制系统中采用了阿克曼转向原理的汽车运动学模型,实时获取自动驾驶汽车坐标和航向角用于计算汽车基于路点的横向偏差和角度偏差,偏差通过量化因子作用,限定在了模糊论域之中,避免了在一些特殊路段由于数据超出论域而导致决策错误的情况,通过Car Sim和Simulink联合仿真的结果表明:在25 km/h以下的车速下,通过量化因子模块的作用,模糊控制器能够正常的输出转角。     

船舶航迹间接多模态控制方法研究

航迹控制可分为直接法与间接法两种。该文提出了一种船舶航迹间接多模态控制方法。船舶航向、航迹偏差、转向分别采用P-Fuzzy-PID、BB-P-PID、P-PI-PD-PID多模态控制方法。船舶操纵的仿真结果表明此法航迹运行可靠，航迹控制性能良好，能自动捕捉转向点，并精确保持航迹，在航线转向点处能自动进行转向，且转向快速平稳。     

船舶航迹保持的在线SIMO神经网络控制器研究

本文提出了一种船舶航迹保持的在线神经网络控制器.该控制器能解决精确的船舶动态模型难以建立问题,它能用舵角同时控制航迹偏差和航向偏差,它通过对控制精度的直接计算来自动在线训练学习,它不需离线训练学习过程.计算机仿真结果表明控制器训练方法的有效性和控制的鲁棒性.     

一种新型的智能船舶自动舵设计

借鉴生物系统免疫调节机理,将一种模糊免疫PID控制器应用于改造船舶PID型航向自动舵.针对船舶航行过程中存在长时间扰动特点,在对现有的模糊免疫PID控制系统进行研究的基础上,给出适用于船舶航行的控制系统形式,并利用改进粒子群算法对系统控制器进行参数优化.仿真结果表明,通过对普通PID型自动舵进行简单的改造,就能形成具有跟随船舶动态特性变化自动进行适应性调节的新型船舶自动舵,且跟踪速度、航向超调以及抗扰性指标都较传统自动舵有显著提升.     

基于神经网络的船舶航向控制

利用BP神经网络和PID进行结合对船舶航向进行控制。通过NN任意非线性逼近能力来调节PID的三个参数,以实现具有最佳组合的PID控制,达到船舶对航向自动跟踪的目的。通过matlab仿真验证阶梯参考信号和变正弦参考信号下的控制效果。仿真结果表明该方法能够有效地跟踪参考信号,实现船舶航向的自动控制。     

采用微型排水罩的药H焊丝水下焊接焊缝自动跟踪系统

针对水下焊接图像噪声大、清晰度差的特殊情况,设计并研制成功一套药芯焊丝水下焊接的视觉传感焊缝自动跟踪系统.该系统由视觉传感、图像预处理及偏差识别系统,控制系统和执行机构等组成.采用小波多尺度变换进行水下焊缝图像边缘提取,结果保留大多数的细节,得到有利于焊缝位置特征提取的预处理图像,在一种基于二值图像的焊缝中心位置识别算法计算后,得出焊缝偏差.在理论分析视觉传感焊缝自动跟踪系统模型的基础上,设计满足跟踪精度要求的规则自调整模糊算法.对影响跟踪系统精度的因素进行分析,并采用相应的措施以提高系统的精度.通过药芯焊丝湿法水下焊接焊缝自动跟踪试验表明,采用规则自调整模糊控制能够达到较高的焊缝跟踪精度.在斜线、折线和曲线三种不同形状待焊焊缝的跟踪试验中,系统都能满足药芯焊丝水下自动焊接的要求.经过改进微型排水罩,进行微型排水罩局部干法药芯焊丝水下焊接焊缝跟踪试验,采用规则自调整模糊控制,不仅得到满意的焊缝跟踪效果,还改善焊缝成形质量.     

矿井掘进机行走驱动自动跟踪控制策略的设计

为保证掘进机在执行任务时能够按照预定路径前进、后退或者转弯,在分析掘进机行走机构组成及液压系统原理的基础上,研究了掘进机行走机构自动跟踪的理论并得出模糊控制规则,从而建立速度模糊控制的Simulink模型。经仿真分析可得:在速度模糊控制器的作用下可保证掘进机行走机构在直线和转弯工况下的位置偏差不超过0.04 m、方位偏差不超过0.03 rad,完全满足位置偏差不超过0.05 m和方位偏差不超过0.05rad的要求。     

基于AVR单片机的红外导航无人船的设计与实现

基于AVR单片机设计了红外光源自导航的无人水面航行器。该系统以Atmega16单片机为核心控制器,采用单稳态电路检测信号,利用增量式PID算法进行航向矫正,通过内存堆栈保存航向数据实现航向锁定的闭环控制。该自动导航系统具有航向调节时间短,异常处理有效等优点,在航速较高时仍能保证航向准确。     

自动保压系统模糊PID控制研究

针对自动保压系统常规PID控制时动态特性不佳这一问题,基于模糊控制算法,设计了自动保压系统的自适应PID模糊控制器;通过联合仿真技术模拟保压系统实际工况,研究了模糊控制算法对系统动态响应的补偿作用。仿真结果表明,采用模糊控制算法后,可有效改善自动保压系统的动态性能,能很好地满足实际工况需求,对实际操作具有一定的参考价值。     

矿井复杂环境下的分体式重载运输车转向控制研究

由于大型采煤设备重量重、自行速度慢等特点的限制和井下巷道空间分布的约束,井下辅助运输设备在设计时应具有灵活的转向性能、较小的转弯半径和良好的复杂路面通过性。针对上述问题,研发适用于巷道复杂环境的分体式重载运输车,并对分体车转向系统进行协调与跟随控制研究。针对具有多自驱式子模块的分体车,构建转向数学模型,给出姿态识别和轨迹规划的实现方法,得出基于任意道路路径和车速的跟随控制的纠偏航向角及轨迹跟踪误差消除的多车模糊控制策略。搭建分体车协调转向试验平台,通过转向轨迹跟踪试验、直行偏差消除试验和避障试验,验证控制策略的可行性,经现场实车试验满足工况要求。研究结果对大型巷道辅助运输设备转向系统及其控制规律的研究与设计具有指导意义。     

基于模糊控制的自动驾驶车辆轨迹跟踪控制研究

本文基于模糊控制算法对自动驾驶车辆的轨迹跟踪问题进行研究。首先建立了车辆的运动学模型,以车辆在坐标系里不同时刻的位置偏差和角度偏差作为输入,车辆的纵向速度和角速度作为输出,设计了模糊控制器,并在Matlab/simulink进行了建模仿真,结果表明,该模糊控制能较好的实现低速车辆的轨迹跟踪控制。     

无人艇的目标跟踪策略研究

无人艇对水面航行目标的跟踪,考虑实际出现的各种情况,根据无人艇在跟踪过程中与目标的相对位置关系和航速等,对应不同的无人艇控制策略。在进行船舶的控制过程中要考虑到航速和航向角不能突变,控制航速航向渐进变化。采用模糊控制进行航速控制,利用几何关系计算出航向,同时增大数据更新频率,增加算法使用次数,保证算法实现的效果最优。将航速航向的输出结果添加风、浪、流的干扰,添加干扰后计算得到无人艇的位置,最终经过仿真验证跟踪的效果。     

基于最优偏差路径的自动导引车纠偏方法

针对使用二维码作为定位模块的视觉自动导引车(AGV)的轨迹跟踪问题,提出了一种基于最优偏差路径的模糊PID纠偏算法。首先建立AGV的运动学方程,将横向偏差和航向偏差作为控制系统的输入变量;其次引入Hamilton最优控制函数,得到基于最优偏差转化策略的AGV最优偏差路径和最优控制方程;最后以AGV与最优偏差路径之间的位姿偏差更新模糊PID控制器的参数,实时调节驱动轮的差速,使AGV按最优偏差路径行驶,实现AGV纠偏的最优控制。实验结果表明,该方法可以平稳、快速地消除横向和航向偏差,本文控制方法在极端偏差状态下的4种隶属度区间的横向偏差纠偏结果分别为2.38、2.54、3.29和4.43 mm,均不超过5 mm,纠偏距离小于1.2 m,跟踪精度为3.2 mm,既提高无轨导引AGV的导航精度,也能较好地满足系统运行的稳定性和伺服驱动能力。     

基于自调整模糊控制的汽车ABS路面识别

在基于滑移率的变路面汽车ABS模糊控制中,针对滑移率偏差及其变化率在路面识别过程中会发生较大的跳变,导致模糊控制的输入量超过其论域范围,制动压力调节较长时间失效的情况,提出了一种自调整模糊控制算法。该控制算法与常规的模糊控制算法相比,能够自动调节比例系数,使过大的滑移率偏差及其变化率尽快回到模糊控制输入量的论域范围内,更好地进行压力调节,从而将滑移率尽早的控制在最佳滑移率附近,减少制动时间和制动距离。     

模糊变隶属度函数在阀门定位器控制中的应用

针对调节阀由于摩擦力、不平衡力等引起的时变、非线性特性,以AVP100阀门定位器为研究对象,根据输出电压及电压变化趋势,利用模糊控制智能权函数分别对偏差e及偏差变化ec加权,设计了一种基于变隶属度函数的阀门定位器模糊控制算法。搭建实验平台,对阀门开度从全开到全闭的区间,以间隔10%的开度为变化,分别利用PID参数控制法和设计的变隶属度函数模糊控制算法控制系统,结果显示：用变隶属度函数模糊控制算法控制系统,在不同开度下控制精度均提高、响应加快、过程平稳。     

基于模糊PID控制器的多电机控制系统

传统的PID控制在对象发生变化时,控制器的参数难以自动调整.该文将模糊控制算法与PID控制技术相结合应用到多电机同步控制系统中,通过模糊控制算法在线调整PID参数.此控制系统在中山市天乙铜业热轧项目上使用,运行结果表明该方法能够大大改善系统的动态特性,提高了系统的稳定性.     

几何成像法在船-桥撞击测试中的应用

通过设计小车的尺寸、形状、撞击速度等撞击参数后,在不同情况下分别进行小车撞击桥墩的模型实验。采用摄像机记录船舶在撞击过程中空间位置的变化,运用MatLab软件对实验采集到的船舶运动图像进行数据分析处理,确定小车在整个撞击过程中的运动轨迹。同时在分别改变模型小车的质量、速度、重心位置、撞击角度后,对桥墩刚度进行实验,获取不同参数下的小车运行轨迹,并对各参数下的实验结果进行比较、分析,利用图像处理技术建立了确定物体运动轨迹系统的方法。     

基于空间包络理论的双刀盘铣齿关键参数优化

针对直线廓形的单铣刀盘铣削斜齿轮时齿面法向偏差较大且分布不均匀的问题,提出一种双铣刀盘铣齿法来减少齿面法向偏差。根据空间包络原理,对双刀盘铣齿进行建模并通过解析算法求取双刀盘所包络的端面齿形和齿面法向偏差。在不过切的前提下,求取刀盘间距的调整范围,并结合刀轴中心距分析两者与齿面最大法向偏差的关系。根据所得规律,以双刀盘铣齿关键参数—刀盘间距、刀轴中心距与法向偏差的关系为约束条件,通过调整刀盘间距与刀轴中心距,使用离散变量网格直接寻优算法,以减少齿面最大法向偏差为优化目标,对双刀盘铣齿关键参数进行优化研究,从而实现对齿面法向偏差的优化。通过物理样机试验表明,该优化方法可有效减少齿面最大法向偏差。     

组合航向系统中数字磁罗盘的罗差补偿研究

研制了一种由数字磁罗盘和角速度陀螺组成的组合航向系统.为了提高系统的航向精度,本文提出了两种有效的误差补偿方法八位置最小二乘法和椭圆假设补偿法.通过将两种算法应用在HMR3300型数字磁罗盘进行航向测量,分析并比较了两种算法的可行性和有效性.实验结果表明椭圆假设补偿法是一种更为智能的误差补偿算法,它能够实现数字磁罗盘的自动误差补偿和自动校准,误差补偿效果良好.     

自主行驶设备PID三偏差导航控制系统建模分析

自主行驶设备随着定位与导航控制技术的发展而越来越多的被应用于环境恶劣的地下矿山开采、隧道挖掘等。在定位与导航技术研究基础之上,对导航控制器偏差反馈进行分析,为避免单一反馈控制的局限性,构建出三偏差反馈控制系统;基于此,设计出PID三偏差导航控制器控制模型,对其与模糊控制导航控制器进行对比分析;分析结果表明:PID三偏差导航控制器的导航控制模型正确,具有跟踪响应快,控制精度高的优点;在具有初始偏差及变车速情况下,导航控制器仍能保持稳定;在大偏差的情况下,模糊导航控制器具有较好的鲁棒性和稳定性;而在小偏差的情况下PID三偏差导航控制器具有较好的稳定性;而设备在地下巷道中自主运行时,其定位偏差不大,因此PID三偏差导航控制器更适合于地下无轨设备自主运行导航控制。