基于μ综合的压电柔性结构振动主动控制

利用模态理论和μ综合方法,对智能柔性悬臂梁进行振动主动控制研究。以压电陶瓷为作动器,电阻应变计为传感器,采用有限元方法和实验模态测试方法建立结构动力学模型,对两种方法所得结果进行比较分析可知有限元模型与实际系统存在误差。考虑外部扰动和量测噪声的不确定性,同时考虑系统固有频率、阻尼比和作动器参数的不确定性,选择模态位移信号为评价量,根据信号的频率特性选择合适的加权函数,利用μ综合方法设计振动控制器。从频域角度分析控制器的有效性,结果表明该控制器能抑制不确定干扰对输出应变的影响,能在系统不确定性情况下满足控制要求,说明控制器具有鲁棒性。进行了振动主动控制实验研究,结果表明,所设计的控制器能有效抑制结构的振动响应。     

基于鲁棒μ-synthesis的多输入多输出振动主动控制实验

基于结构奇异值μ-synthesis鲁棒控制理论,建立多输入多输出结构振动响应的反馈控制模型,提出设计鲁棒μ-synthesis控制器的方法.以dSPACE为控制硬件核心,采用压电陶瓷为致动器,建立两输入两输出的薄板振动主动控制实验系统,且附加质量被粘贴到薄板上以测试系统鲁棒性能.实验结果表明,通过对性能加权函数和鲁棒加权函数的选取,系统能在指定频带上取得良好的减振控制效果,当薄板发生一定程度的质量摄动时,系统依然能保持稳定且仍具有较好的控制效果.     

基于期望横摆角速度的视觉导航智能车辆横向控制

针对采用传统位置偏差控制方法的车道保持系统横向控制精度不高以及鲁棒性差等问题,提出一种跟踪期望横摆角速度的车辆横向控制方法。在车辆当前行驶位置和道路预瞄点之间实时规划逼近目标路径的虚拟路径,同时分析当前时刻车辆以无偏差形式沿此虚拟路径行驶时决定车辆行驶位置的横摆角速度及速度之间的关系。结合车辆道路相对位置及车身状态信息,设计期望横摆角速度生成器。基于7自由度非线性车辆动力学模型,设计滑模控制器跟踪期望横摆角速度,使得车辆稳定地跟踪目标路径。根据车道线宽度和边缘点数量统计进行边缘检测,能有效识别模糊车道边缘和抑制噪声,并通过对消失点的检测来有效去除非车道线的干扰。仿真及试验结果表明,与传统的位置偏差控制方法相比,期望横摆角速度法不仅能提高车辆横向控制的精确性且跟随偏差随车辆速度及道路曲率的变化波动范围小,具有很好的鲁棒性和自适应性。     

基于μ综合的平面单臂柔性梁鲁棒振动控制研究

针对平面单臂柔性梁轨迹跟踪及末端弹性振动问题,提出了基于μ综合的控制方法对其进行抑振控制。首先,采用假设模态法描述弹性变形,并基于Lagrange方程建立动力学模型;其次,考虑载荷质量和结构阻尼的参数不确定性及建模摄动,运用线性分式变换,选用加权函数建立混合不确定模型。通过引入理想模型改进μ综合的标准控制结构,提高了系统收敛性并改善了闭环系统性能。基于μ综合控制方法,设计了系统鲁棒控制器。仿真结果表明,控制器的结构奇异值上下界均小于1,表示系统具有良好的鲁棒稳定性及鲁棒性能。通过与PD控制器对比分析,表明在存在不确定性和干扰的情况下,所提出的控制策略能更高精度地进行轨迹跟踪,更有效地衰减末端振动,验证了该控制策略的有效性。     

人机智能协同工程装备方案设计方法研究

为求解多约束条件下的复杂工程装备系统方案,以全断面岩石隧道掘进机后配套运输方案设计为例,根据其特点和要求,结合实例-规则推理和虚拟现实技术,提出了人机智能协同工程装备方案设计方法;讨论了该方法实施的几个关键问题,包括知识表示与运用、基于实例和规则的混合求解和基于虚拟现实的布局与仿真等;建立了人机智能协同工程装备方案设计环境;结合工程实际,在该环境下实现了隧道掘进机后配套运输系统方案选型、设备布局和虚拟仿真.     

基于模型预测控制的智能车辆横纵向综合控制研究

汽车数量的急剧增长使得道路安全问题日益严峻,如何提高车辆的自动化水平来改善交通问题成为了目前的研究热点。在智能车辆自动驾驶领域,车辆控制算法是整个智能车辆自动驾驶系统中最为基础关键的部分之一,决定了智能车辆行驶时的安全性和舒适性。为实现智能车辆控制,现有研究常根据智能车辆的横向运动和纵向运动将车辆控制简单分为横向控制和纵向控制,但车辆本身是一个高度耦合的复杂控制系统,简化解耦控制不符合实际车辆动力学特性。为提高车辆的横纵向综合控制能力,本文基于模型预测控制的理论原理,提出了一种适用于智能车辆路径和速度跟踪的横纵向控制算法。该控制算法以前轮转角和轮胎纵向力为控制量,以车辆与参考道路中心的纵向位置差、横向位置差、横摆角误差以及与参考车速的横向和纵向速度误差为零为控制目标,基于搭建的三自由度动力学模型,进行智能车辆横纵向控制器设计。随后,基于Carsim/Simulink联合仿真平台,搭建Simulink模型对所设计的控制器性能进行验证,仿真结果表明,本文提出的基于MPC的横纵向控制算法,在对双移线工况进行跟踪时,能很好的跟踪参考速度和参考路径,误差范围均在合理范围内,能实现较好的控制效果。...     

一种直流电机伺服系统的μ综合研究

分析了直流电机伺服系统中的不确定性，建立了直流电机伺服系统的不确定性模型，探讨了户综合控制算法在直流电机跟踪系统中的应用，并使用D-K递推方法进行了计算，给出了最后设计结果。使用Mtalab进行仿真实验比较，证明这种控制算法能够很好地满足系统需要的控制要求，且具有较强的鲁棒性。     

智能电动车横向控制策略研究

针对智能电动车自动横向控制,建立了车辆横向动力学模型,设计了电动车转向控制器的模型预测(MPC)算法。将前轮转角作为控制输入变量,与期望轨迹的横向距离偏差、横摆角偏差及两者的变化率作为状态变量,控制器对车辆未来的状态变量进行预测,输出最优前轮转角,实现智能横向控制。在控制过程中,同时引入期望状态参数和系统松弛因子,优化车辆行驶状态。利用软件进行联合仿真,并进行实车试验。研究结果表明:控制器均能迅速响应,消除偏差,使车辆快速回到期望轨迹,保证车辆稳定平顺地行驶。     

基于人机工程学的智能酒精测试仪设计研究

针对当前酒精测试仪的使用还存在体积大、测试识别不方便等诸多问题,引用人机工程学原理和人体测量尺寸数据进行了深化研究,提出了更便携的、智能化的酒精测试仪改良设计方案。立足手的解剖学特征和立姿静动态尺寸,对酒精测试仪进行了完善,能够更加贴合人手握的舒适感受;在满足有效监测饮酒驾驶的同时,充分考虑了酒精测试仪的交互方式,对手柄、连接结构及各个部件进行了材质选择、色彩搭配等具体设计工作。利用APP客户端,实现了产品的实时数据交接。研究结果表明,该产品的设计创新为提高该类产品的使用舒适性提供了思路。     

基于模糊PID控制的车辆横向预瞄驾驶员模型

为了提高车辆的行驶轨迹精度和车辆稳定性,提出一种基于模糊P ID控制的补偿式驾驶员控制模型.以车辆横向位移偏差和理想与实际横摆角速度之差为输入,建立输出为方向盘转角的补偿式模糊P ID控制模型.联合CarSim和Simulink进行仿真,结果显示:在低、中速时补偿式模糊PID控制模型最大侧向偏差分别为0.036 m、0...     

基于滑模变结构理论的车辆主动横向稳定杆控制

为实现对车辆的侧倾控制,自主设计了主动横向稳定杆（AARB）装置。针对车辆在侧倾中存在的非线性、时变性特点,采用滑模变结构控制理论建立了滑模控制器从而实现对理想侧倾角的跟踪,并采用鱼钩与双移线转向工况进行了仿真试验。仿真结果表明,该主动横向稳定杆装置与传统被动横向稳定杆装置相比,能有效减小车辆的侧倾,同时具有良好反馈特性以,有利于驾驶员对车身姿态的判断,从而大大提高了车辆行驶的安全性与乘坐舒适性。     

基于μC/OS-Ⅱ的智能传感器

简述了基于μC/OS-Ⅱ系统的用于焊缝检测的智能传感器.特别是在传感器材料、微处理器电路以及系统的移樾和驱动的编写等方面做了详细的讲述,例如,该传感器采用巨磁磁敏材料(GMR,Giant Magneto Resistive)构成,软件是构建在μC/OS-Ⅱ系统基础上,从而保证了系统的实时性和稳定性,该传感器所用的技术在国内还未见有报道.     

基于模型不确定性鲁棒结构奇异值控制研究

基于鲁棒结构奇异值理论,以工程中普遍存在的封闭空间结构———声耦合模型不确定性系统为对象,提出了设计鲁棒控制器的方法,建立了结构-声耦合系统鲁棒主动控制模型,与鲁棒H∞控制结果相比,μ-synthesis方法对模型不确定性具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。     

基于鲁棒参数控制方法的可变控制线控制图

针对在制造过程中应用鲁棒参数控制时,其过程均值和方差都会经常改变,且无法直接使用现有的控制图技术进行统计过程控制,提出了基于应用鲁棒参数控制的可变控制线控制图的设计方法.它不同于传统的适应性控制图设计方法,是该研究通过对过程均值和方差变化的有效估计,给出了可变控制线的调节律算法,为控制图自动跟踪过程变化提供了一种可行的方法.通过实例分析,验证了上述方法的有效性和实用性.     

基于鲁棒自适应SCKF的智能汽车目标状态跟踪研究

准确的自车和前车状态估计是智能汽车有效决策和控制的前提,而以往的研究通常不考虑噪声统计特性不确定的问题,导致某些情况下车辆状态估计的误差很大.为此,提出一种鲁棒自适应平方根容积卡尔曼滤波(Robust adaptive square-root cubature Kalman filter,RASCKF)算法,以降低噪声...     

智能网联汽车横向控制仿真测试模型分析

智能网联汽车作为目前汽车发展的趋势,但距离大规模应用仍有很大差距。智能网联汽车在无人驾驶模式下需要大量仿真测试数据,在横向控制中,选择运动学模型或动力学模型得出的结果也不相同。本文基于MATLAB软件,通过分析运动学模型和动力学模型,并用仿真案例对比两个模型下仿真结果,做出仿真模型的选择。     

分布式驱动智能汽车轨迹跟踪的协同控制

针对车辆在轨迹跟踪过程中,尤其是高速转向等极限工况下,易出现车辆跟踪精度差和失稳的问题,以分布式驱动智能汽车为研究对象,提出一种考虑横向稳定性的轨迹跟踪协同控制策略。首先,建立车辆纵向、横向以及横摆运动的三自由度动力学模型,设计了基于模型预测控制的主动转向控制器,通过优化求解得到跟踪期望轨迹的最佳前轮转角。然后,采用滑模控制设计横摆力矩控制器,将横摆角速度和质心侧偏角作为联合变量,利用积分二自由度控制模型,计算车辆稳定的等效附加横摆力矩。最后,采用二次规划算法设计最优力矩分配控制器,以满足总的驱动力矩和附加横摆力矩的控制需求。仿真试验结果表明,控制系统在极限高速工况下,能够使车辆精确、稳定的跟踪期望轨迹。     

MSCMG磁轴承μ综合控制方法与实验研究

针对磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承控制对象模型各通道的不一致性引起存在的参数摄动和未建模动态等问题,提出了一种基于结构奇异值μ分析的鲁棒控制器设计方法。该方法可直接将参数摄动和未建模动态引入到控制器的设计中,无需将其转化为一类更大范围的不确定性,避免了H∞方法的不必要保守性,还可对系统的鲁棒性能问题进行分析和综合。实验结果表明,与常规PID控制器相比,系统阶跃响应的位置超调量与稳定时间均有较大程度的改善,同时对系统参数的摄动也具有较强的鲁棒性,证明了μ综合法设计控制器的有效性。     

基于主动横向稳定器的车辆稳定性研究

为了提高车辆的抗侧翻能力,设计了一种主动横向稳定器,基于MATLAB/Simulink中建立了8自由度整车动力学模型,采用PID理论进行控制,并以紧急转弯和绕桩试验两工况进行仿真分析。结果表明:主动稳定器能够大大降低车辆转向时的车身侧倾,并且能够相应地降低车轮横向载荷转移率,对提高车辆的抗侧翻能力与操稳性具有很好的效果。