履带车辆变型设计中车体姿态调整方法研究

为解决履带车辆变型设计中车体姿态调整问题,提出了一种基于虚拟样机技术和参数优化技术的新方法.建立变型履带车辆的多体动力学模型并进行了实验验证;选择平衡肘预安装角作为设计变量,以车体距地高为约束条件,车体姿态参数为目标函数进行了优化;对优化后的车辆车体姿态及扭杆弹簧最大剪应力进行了校核,证明了本文提出的车体姿态调整方法的...     

自主驾驶车辆紧急避障的路径规划与轨迹跟踪控制

为减少道路突发事故,提高车辆通行效率,需要研究车辆的紧急避障以实现自主驾驶。基于车辆点质量模型,设计了非线性模型预测控制（MPC）路径规划器;基于车辆动力学模型,设计了线性时变MPC轨迹跟踪器。在路径规划层引入避障功能函数,通过车辆与障碍物的距离调节函数值大小,综合避障函数权重和路径偏差权重,规划出一条既能避开障碍物又使路径偏差最小的临时轨迹。在轨迹跟踪层,利用该临时轨迹和航向角偏差作为车辆主动转向控制参考量,将线性时变MPC优化问题转化为二次规划问题,计算满足车辆动力学约束的前轮转向角最优解。结果表明：所设计的双层MPC紧急避障控制策略对低速(60 km/h)、中速(80 km/h)、高速(100 km/h)行驶车辆有很强的适应性,高速行驶时最大质心侧偏角不超过1.0°,最大航向角偏差不超过2.5°,车辆横向稳定性良好,随着车速增大,车辆避障响应时刻提前;在多车连续避障场景中,自主驾驶车辆的质心侧偏角和航向角偏差均能控制在较小范围内,在多目标连续避障的路径规划和轨迹跟踪问题上同样具有很好的控制效果。     

本迪克斯公司陀螺罗盘导航系统的野外鉴定

一、前言 1.设备的描述本迪克斯公司陀螺罗盘导航系统是一种低成本,自主的航位推算导航系统,其主要功能是: a.测定车辆对北的方位; b.根据全球横轴麦卡托方格坐标提供车辆的北向/东向坐标数据; c.提供操作手选定地点的距离和方位。车辆里程表通过电缆和一个编码器相连,陀螺罗盘导航系统从编码器得到车辆行驶距离的数据,并用它输出的航向把上述数据转化为车辆北向和东向坐标的增量。采用从出发点连     

智能弹药成像引信对地面车辆定位的算法研究

针对智能弹药对地面车辆的非合作定位问题,提出一种利用目标非合作固有几何特征的成像引信定位算法。建立了快速交会条件下的空间成像模型,结合地面车辆的特点提出了车辆轴线的概念;构建过轴线等特征直线和光心的平面,证明平面相交直线与目标轴线的平行关系,得到目标坐标系3个轴向的方向向量;以待定系数法描述车辆中轴面,通过建立点面距离关系推导实现了弹目相对位置的解算。分析弹目相对姿态对定位精度的影响,并通过仿真实验验证了误差规律。实验结果表明：智能弹药距地高度小于100 m时,定位相对误差小于5%,算法可有效地实现高精度定位。     

履带车辆行驶路面不平度测量

在对履带车辆进行动力学分析的基础上,给出了通过测量扭力轴扭转角、车体俯仰角及车辆行驶速度来测量路面不平度的方法。对预设路面进行了实地测量、计算和比较,证明该方法是切实可行的。     

在自主车辆路径规划中逆向D＊术算法的应用

针对自主车辆路径规划在大规模环境中存在执行效率低的问题,本文进行了逆向D＊路径规划算法的分析和验证。对自主车辆感知的环境信息建立局部栅格地图,在局部栅格地图中建立机器人距离,车辆在行驶过程中采用A＊启发方法搜索中问目标节点,以滚动方式规划出中间目标节点到达当前位置的局部路径。自主车辆沿着局部路径行驶到这个中间目标节点后,再搜索下1个中间目标节点,滚动进行规划。依此循环,直到车辆达到最终目标节点。Matlab仿真实验表明,该方法具有可行性、有效性和实时性。     

舰炮发射弹道修正弹测量弹道坐标转换精度研究

舰炮发射弹道修正弹后舰艇将继续航行,测量弹道的舰面雷达随之运动和摇摆,需要将 雷达测量的相对弹道坐标转换到以发射时炮口为原点的弹道坐标系中。相对弹道坐标、舰艇摇摆 角、航速、航向角等测量误差和舰艇升沉均会对转换后的弹道坐标精度产生影响,为量化诸误差对 弹道坐标的影响,建立了诸误差对弹道坐标精度影响的数学模型,并进行了仿真计算,得到了相对 弹道坐标、摇摆角、航速、航向角等测量误差和升沉对转换后弹道坐标精度的影响情况。     

车载平板动卫通天线平台稳定隔离方法研究

针对车载平板动卫通系统中载体姿态变化对卫星对准的影响,结合平台稳定机理,对基于角速度和角位置的两种补偿方式进行了研究分析,仿真结果表明,载体姿态变化对天线指向的影响较大,两种补偿方式均能在一定程度上实现载体姿态变化的隔离,考虑到响应精度和速度,角速度补偿须有跟踪辅助或者角位置补偿保障精度,角位置补偿须工作在稳定环或速度环保障速度的基础上.     

基于位置点匹配的GPS/DR组合导航系统地图匹配算法

提出了一种基于位置点匹配的地图匹配算法，该算法综合考虑了车辆的航向和速度信息、网络的拓扑结构和各种可能存在的误差，并在各个部分使用了相应的判决准则，使算法在整体性能上得到很大的改善。最后通过实际应用，验证了该算法的正确性。     

GPS/GLONASS/DR组合定位技术

GPS/GLONASS/DR组合定位是将卫星定位和传感器及里程仪的数据融合,给出最优估计输出,实现目标全球组合定位.分切换式和卡尔曼滤波组合.切换式分GPS/GLONASS和DR模式,若卫星定位信号失效或小于门限值则切换到DR模式.卡尔曼滤波由滤波器处理卫星定位和DR传感器及里程仪的数据,再将车辆位置、行车方向和定位误差等滤波估计值输入地图匹配模块,计算出匹配位置坐标,进行全局最优估计,得出最终的组合定位输出.     

四轮转向汽车操纵稳定性分析

建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程,对其进行系统的理论分析得出了四轮转向汽车的质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度与前轮转角的传递函数.基于某四轮转向样车,对以零质心侧偏角为控制目标的前后轮转角比例四轮转向车辆的操纵动力学进行了仿真分析,将仿真结果与前轮转向车辆进行对比,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的设计提供理论依据.     

三轴车辆全轮转向滑模控制器设计

为深入研究三轴全轮转向车辆的动力学行为,建立了考虑车轮非线性特性和车辆载荷变化的整车模型。为提高三轴全轮转向车辆的操纵稳定性,以三轴双前桥转向车辆横摆率和零质心侧偏角为理想跟踪目标,基于滑模变结构控制理论,设计了三轴车辆全轮转向滑模控制器。对比了双前桥转向车辆、零质心侧偏角比例控制全轮转向车辆和滑模控制全轮转向车辆在不同工况下的响应性能,结果表明：设计的全轮转向滑模控制器可将车辆质心侧偏角控制在较小范围,能很好地跟随车辆理想横摆角速度,同时还能够较好地抵抗侧向风和路面条件变化的干扰。为深入研究三轴全轮转向车辆的动力学行为,建立了考虑车轮非线性特性和车辆载荷变化的整车模型。为提高三轴全轮转向车辆的操纵稳定性,以三轴双前桥转向车辆横摆率和零质心侧偏角为理想跟踪目标,基于滑模变结构控制理论,设计了三轴车辆全轮转向滑模控制器。对比了双前桥转向车辆、零质心侧偏角比例控制全轮转向车辆和滑模控制全轮转向车辆在不同工况下的响应性能,结果表明：设计的全轮转向滑模控制器可将车辆质心侧偏角控制在较小范围,能很好地跟随车辆理想横摆角速度,同时还能够较好地抵抗侧向风和路面条件变化的干扰。     

车体磁场的磁通门传感器多点拟合补偿

采用磁通门传感器多点拟合补偿可消除车体磁场对测量精度的影响.用n次多项式与基于正交函数的最小二乘拟合法,分别建立多点拟合模型.通过解方程组得到拟合函数系数或用递推公式构造正交函数族,算出拟合函数相应系数,找出车体磁方位角与实际磁方位角间的函数关系.用逐次拟合或多项式曲线拟合,比较其拟合精度.     

三轴车辆全轮转向控制系统研究

以三轴全轮转向车辆为对象进行了转向控制系统分析,建立了三轴车辆转向二自由度单轨模型,利用MATLAB/Simulink,基于零质心侧偏角控制目标,分别采用定前后轮转角比控制方法和模糊控制方法进行了转向控制系统时域仿真,并与前两轴转向车辆进行了对比.结果表明:采用全轮转向技术,减少了车辆低速转向时的转向半径,提高了高速转向稳定性.     

非结构道路场景下轮式无人车辆避障算法

针对非结构化道路下轮式无人车辆的避障问题,提出一种基于模型预测控制的避障算法。在没有离线地图和参考轨迹的非结构化场景下,通过优化方法直接获得车辆运动的轨迹、前轮转角与参考纵向加速度,同时满足车辆运动约束与避障功能。利用车辆感知信息,根据非结构化道路场景将避障问题划分为分段最优控制问题;明确最优控制问题各段的车辆约束与评价指标,并将约束转换为与车辆横纵向控制相关的形式,进而对最优控制问题进行求解。实车测试结果表明,该算法在非结构道路中实现了轨迹规划,规划结果满足车辆约束并使得车辆实现避障。     

双侧电机耦合驱动履带车辆斜坡转向控制策略

斜坡转向过程是履带车辆的一种典型工况,受重力沿斜坡分力的影响,其动力学特性与平面转向相差很大,转向控制难度大。为提高履带车辆斜坡转向过程的稳定性,对双侧电机耦合驱动履带车辆的转向原理和履带车辆动力学与运动学进行分析,建立斜坡转向运动学与动力学模型。在此模型基础上,提出斜坡转向模型预测控制策略。针对不同斜坡角度以及转向半径,利用MATLAB/Simulink软件对转向控制策略进行建模与仿真,并通过电驱动车辆进行了实车验证。结果表明,该履带车辆斜坡转向模型具有较高的可信性,基于模型预测的斜坡转向控制策略能够使车辆稳定地进行斜坡转向操纵。     

跨介质UAV水面滑跳转向特性建模与仿真

跨介质无人驾驶飞行器(UAV)飞行处于近水面,无法采用常规UAV的气动舵面提供转向力,导致转向困难,机动性较差.基于空气动力学、经典势流理论和二元平面滑行理论,提出了UAV水面滑跳转向方法,建立了跨介质UAV滑跳转向飞行动力学模型,并进行了仿真计算,重点研究了跨介质UAV滑跳转向特性及其影响因素,给出了抑制UAV横滚的解决措施.仿真结果表明,跨介质UAV入水角和固定舵角在滑跳转向过程中对自身姿态及其弹道形态均有较大影响.该结果可以为跨介质UAV提供方案总体设计、弹道规划、可靠性设计和控制系统设计理论依据和计算方法.     

舰艇姿态对作战系统动态对准精度的影响分析

为提高舰艇作战系统动态对准精度,笔者以舰载三坐标雷达为例,研究了舰艇姿态对作战系统动态对准精度的影响。建立了作战系统对准的坐标系,推导了其中主要的坐标转换,计算了舰艇姿态引起的传感器测量误差,分析了舰艇摇摆对动态对准精度的影响,并进行仿真实验。仿真结果表明：舰艇艏摇角造成了传感器测量的方位角误差,舰艇的纵摇角、横摇角造成了传感器测量的方位角和俯仰角误差,但舰艇姿态对传感器的距离测量影响较小。需要在后续的动态对准数据处理过程中对误差进行修正,从而满足舰艇作战系统动态对准的要求。