非匹配不确定和状态时滞扰动下的车道线保持

针对车道线保持控制中存在的不确定性扰动及时滞问题, 提出一种自校正滑模控制方法. 该方法利用线性矩阵不等式理论给出滑动模态存在的充分条件; 系统在滑动模态下对于存在的非匹配不确定性扰动以及状态时滞具有完全不变性. 接下来引入双极性sigmoid函数代替常规滑模控制中的符号函数并设计自校正律; 在自校正律的作用下使sigmoid函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节, 从而达到削弱控制器输出抖振的目的. 基于Lyapunov理论对该方法的稳定性进行了证明, 最后通过车辆的车道线保持仿真实验对该控制方法的可行性及有效性进行了验证.     

无人驾驶车辆局部路径规划的时间一致性与鲁棒性研究

在无人驾驶系统中,局部规划在跟踪全局路径的同时完成避障,提高了规划系统在动态未知环境中的工作能力.避障分析的有效性是局部规划最重要的功能之一.然而在仿真和实车测试中发现,广泛使用的基于优化求解的局部规划算法无法在不依赖全局精确定位时保证规划结果满足时间一致性要求.时间不一致将导致车辆的实际行驶路线偏离初始规划结果,造成避障分析失效.本文设计了基于前向预测的局部路径规划算法,在不依赖全局精确定位的前提下保证规划结果的时间一致性.除了时间一致性问题外,跟踪控制误差也是导致规划结果避障分析失效的主要原因之一.现有研究大多通过膨胀障碍物体现误差的影响,然而这种方法无法避免车辆驶入膨胀危险区域而停车.本算法在路径生成过程中增加误差影响,用通行区域代替原有不具有宽度的规划路径进行避障分析,既可以解决误差导致的避障失效,又避免出现膨胀障碍物带来的问题.通过V-Rep软件与实车规划程序进行联合仿真,在能够体现时间一致性影响的典型场景中对本算法与基于最优化曲线生成的局部路径规划算法进行比较, 验证了该算法具有更好的安全分析有效性.应用本算法的北京理工大学无人驾驶平台参加了2013年智能车未来挑战赛,在无人干预的情况下顺利完成 18公里城郊赛段和5公里城市赛段行驶,展现了良好的避障能力.     

换档离合器电控液压缓冲阀的设计

机械液压缓冲阀具有单一的液压缓冲特性,在分析液压缓冲阀原理的基础上,采用高速响应电磁阀作为液压缓冲阀的先导阀,可以得到不同的油压缓冲特性,以满足不同工况下各个换档离合器的换档油压的需要。     

基于混沌理论的无人驾驶车辆行驶轨迹量化分析

针对无人驾驶车辆客观量化评价困难的问题,提出基于混沌理论的无人驾驶车辆行驶轨迹的量化分析方法。应用五次多项式方法结合优秀驾驶员驾驶车辆行驶的初始状态和目标状态设计无人驾驶车辆的理想轨迹,计算实际行驶轨迹与理想轨迹的偏差得到偏差时间数据序列;采用混沌理论的C-C方法对偏差时间数据序列重构相空间;计算偏差时间数据序列的Lyapunov指数,实现无人驾驶车辆行驶轨迹的量化表示。运用提出的方法对无人驾驶车辆避障换道的行驶轨迹偏差时间数据序列进行相空间重构,计算其Lyapunov指数为正值,表征人驾驶车辆系统的混沌性,还表征人驾驶车辆收敛到稳态响应的快慢程度。试验表明基于混沌理论的无人驾驶车辆行驶轨迹的量化分析是可行的,有效的。     

车辆CAN总线支路的休眠与唤醒实现

为减少蓄电池电能的无谓消耗,对某车辆的汽车电控系统的CAN总线支路开发休眠与唤醒功能。硬件方面对CAN总线支路的供电电路和CAN收发器进行了升级,软件部分设计了一套CAN收发器工作模式切换的控制策略。最终该休眠与唤醒功能成功运用到实际车辆上。     

服务机器人发展综述及若干问题探讨

介绍了国内外服务机器人的发展现状,对服务机器人的关键技术如自主移动技术、传感技术、人机交互技术分别进行了介绍.分析了我国服务机器人市场需求,并对我国服务机器人发展中存在的问题进行了探讨.     

车载捷联式三轴稳定平台动力学建模与分析

为了获得车载捷联式三轴稳定平台的耦合力矩特性,建立了稳定平台系统的运动学与动力学模型.运动学模型分析结果表明,捷联稳定方式与陀螺稳定方式的基本区别在于信息的获取和控制方式,速率陀螺稳定是一种直接硬件补偿方法,而捷联稳定是一种软件补偿方法.动力学模型分析表明,车体与稳定平台系统各框架和各框架间均存在非线性耦合力矩.系统耦...     

高速无人驾驶车辆最优运动规划与控制的动力学建模分析

在高速无人驾驶车辆的运动规划与跟踪控制过程中,滑移和侧倾是很难克服的高度非线性约束,特别是在复杂地形条件下,容易导致车辆失稳甚至侧翻。通过研究地形因素对车辆转向特性和稳定性的影响,建立高速车辆的等效动力学模型,并提出了一种变步长的模型离散化方法,能够在保证及时动态响应的基础上,实现较长的轨迹预测时域以及计算的实时性。针对高速无人驾驶车辆的滑移和侧倾等动力学安全因素,通过对车辆稳定行驶状态进行分析,推导了基于包络线和零力矩点的高速车辆稳定性约束条件。根据在高速、滑移、侧倾等复杂约束下车辆安全行驶的要求,运用模型预测控制算法求解最优运动轨迹及跟踪控制序列,在保证道路环境约束的同时满足车辆的滑移和侧倾等稳定性约束。仿真试验表明,该方法可以有效的考虑道路曲率和地形对高速车辆动力学特性的影响,保证车辆无碰撞行驶,同时防止车辆出现滑移和侧倾等现象。     

外扰已知时滞不确定系统自适应滑模控制

针对一类外部扰动已知、具有匹配不确定性和状态时滞的多输入、多输出线性系统,基于线性矩阵不等式理论提出了一种自适应滑模控制方法。首先利用线性矩阵不等式求解得到滑动模态存在的充分条件,使系统在滑动模态下对于匹配不确定性扰动和状态时滞具有完全不变性;然后引入Sigmoid函数,并根据Lyapunov稳定性理论设计了自适应滑模控制器,使sigmoid函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节,削弱了控制器输出的抖振现象,并基于Lyapunov理论证明了该控制方法的稳定性。最后以智能车辆车道线保持控制为例验证了该方法的可行性及有效性。