基于路径-速度解耦的无人机编队协同轨迹规划

针对无人机编队在复杂机动情形下的协同轨迹规划问题,提出了一种基于路径-速度解耦方法的预瞄自适应轨迹规划方法。在路径规划阶段,考虑无人机转弯机动的曲率限制,采用Dubins曲线作为路径构成的基本子结构。为得到最优的Dubins曲线连接控制点,设计了自适应预跟随路径特征的预瞄距离规划算法。在速度规划阶段,针对控制参数化与时间离散化(control parameterization and time discretization, CPTD)的速度规划方法,提出了栅格化空域下差异区间速度规划方法,简称为DIPR。仿真结果表明,预瞄距离自适应算法能够有效优化路径，对比固定预瞄距离方法在转向弧度上平均减少30.70%,在跟踪偏离上减少16.41%,在路径长度上缩短10.87%。对比CPTD方法, DIPR平均提前30代收敛,收敛值平均提高10.67%,编队完成队形集结时间平均缩短15.4 s。得到结果更快更优,并且速度曲线结果连续平滑。     

基于路径-速度解耦的无人机编队协同轨迹规划

针对无人机编队在复杂机动情形下的协同轨迹规划问题,提出了一种基于路径-速度解耦方法的预瞄自适应轨迹规划方法。在路径规划阶段,考虑无人机转弯机动的曲率限制,采用Dubins曲线作为路径构成的基本子结构。为得到最优的Dubins曲线连接控制点,设计了自适应预跟随路径特征的预瞄距离规划算法。在速度规划阶段,针对控制参数化与时间离散化(control parameterization and time discretization, CPTD)的速度规划方法,提出了栅格化空域下差异区间速度规划方法,简称为DIPR。仿真结果表明,预瞄距离自适应算法能够有效优化路径，对比固定预瞄距离方法在转向弧度上平均减少30.70%,在跟踪偏离上减少16.41%,在路径长度上缩短10.87%。对比CPTD方法, DIPR平均提前30代收敛,收敛值平均提高10.67%,编队完成队形集结时间平均缩短15.4 s。得到结果更快更优,并且速度曲线结果连续平滑。     

高速电梯水平振动主动控制策略研究

为了降低高速电梯的水平振动，建立了4自由度的电梯轿厢水平振动主动控制的动力学模型，给出了微分方程，建立了状态空间模型；在所建模型的基础上，分别设计了最优控制策略和最优预瞄控制策略，进行了仿真验证。仿真结果表明，最优预瞄控制可以显著地降低电梯的水平振动，性能优于最优控制。最优预瞄控制是一种有效、实用的减振策略。     

基于虚拟样机的磁浮列车转向机构动力学仿真

研究了CMS-03型中低速磁浮列车转向机构的动力学问题。首先在理论上分析了转向机构的作用和列车速度对钢缆拉力的影响,证明了钢缆拉力总是约等于钢缆预拉力。然后将虚拟样机技术应用于转向机构的动力学仿真,得到了与理论分析相同的仿真结果,并通过实验结果验证了仿真结果的可信性。研究结论为转向机构的设计和改进提供了可靠的参考依据。     

基于疲劳孕育过程的闭环驾驶系统特性研究

为了揭示驾驶动作、车辆行驶状态与驾驶员疲劳孕育过程之间的联系,为驾驶员疲劳早期预警提供理论依据,构建了一套涵盖驾驶员疲劳孕育过程的驾驶员模型。采用预瞄—跟随理论推导出预瞄神经网络权值的解析表达,得出神经网络权值仅与车辆本身的动力学参数有关而与驾驶路径无关的结论。利用人体疲劳特征符合Sigmoid函数的高低增益区的数学特性推导出了驾驶员神经反应时间、动作反应时间与疲劳度之间的定量关系。以双移线、垂直弯道两种路况为例,对疲劳孕育过程中驾驶员操作动作及车辆行驶状态变化进行仿真,结果显示与已有的试验研究结论相符,从而证明提出模型的正确性。     

传感器精度对压制兵器操瞄精度影响的仿真分析方法

考虑了传感器精度对操瞄系统精度影响的分析问题，给出了由传感器误差导致的操瞄系统误差的数学模型，在此基础上，基于统计原理，得到了操瞄系统误差的估计和检验方法，最后通过某型压制兵器操瞄系统的仿真例子，说明了上述方法的可行性。     

基于键合图理论的汽车线控转向路感的研究

介绍了汽车转向系统路感的实现方法和线控转向系统结构,并在对车辆动力学分析的基础上,利用键合图理论对汽车线控转向系统的路感进行了研究.在20-sim键合图仿真软件中给出了线控转向系统键合图模型,利用键合图理论对电机电流和路感进行仿真分析,最后利用执行电机电流反馈方法得到较为理想的路感.     

激光雷达跟瞄系统的视景仿真实现

文章讨论了基于小型局域网的激光雷达跟瞄系统视景仿真实现，提出了一种基于MFC、OpenGL以及Vega的混合编程方案，用于雷达瞄准镜跟瞄运动目标的动态视景仿真的实现。     

EPS转向感觉理论预测研究

应用动力学仿真软件Ve_DYNA建立了人-车闭环系统转向感觉分析模型,针对EPS系统的转向感觉,计算了包括轻便性、回正性、移线性能以及中间位置转向性能在内的客观综合评价指标.根据驾驶员的主观评价试验对其进行了相关性检验.利用所建模型分别对不同转向输入频率及不同车速下的转向感觉进行了理论预测分析,得到转向感觉客观评价指标的变化趋势,为改善EPS的转向感觉提供有力的指导与帮助.     

电传动履带车辆驱动系统建模与转向特性研究

为准确分析某电传动履带车辆转向特性，运用现代设计理论与方法—协同仿真与虚拟样机技术，借助动力学分析软件RecurDyn／Track—HM和控制系统分析软件Matlab／Simulink仿真平台，建立了整车行动部分三维多体动力学模型和控制系统模型。以不同车速υ、不同转向半径R下的转向特性为例，对其进行了理论分析与协同仿真分析，并通过与理论计算和试验结果对比验证了模型的正确性。该方法对深入了解整车的转向特性以及试验调试策略具有重要指导意义，可进一步缩短研制周期，降低研究成本，同时为履带车辆电驱动系统动态特性的深入研究提供了一条新的思路。     

驾驶员最优预见跟踪仿真研究

预见信息的加入能使驾驶员提前感知跟踪目标未来变化,从而对飞机做出超前控制。研究了驾驶员最优预见跟踪控制算法,理论分析得出预见信息对预见控制的作用特点。最后通过人机系统模拟实验,验证了预见信息对驾驶员超前补偿的特性。     

基于短期AGC指令的负荷系统预见预测控制

针对目前火力发电单元机组负荷增减频繁、扰动因素较多的情况，在充分利用自动发电挂制(AGC)的负荷指令资源的基础上，提出一种协调控制系统的负荷预见预测控制方案。该方法以多变量预测控制为核心，将预见控制思想融入到预测控制的设计之中，从而构成一种新的负荷协调控制策略。仿真结果表明，该方法集预测控制、预见控制二者的优点，使得机组负荷具有良好的跟踪性能，主蒸汽压力也具有很好的系统动、静态调节品质，而且控制量变化非常平稳，在对象动态特性较大范围内变化的情况下，系统具有较强的鲁棒性。     

Design of an Optimal Preview Controller for Dual-Rate Linear Discrete-Time Systems

A dual-rate preview control strategy for a type of discrete-time system is proposed based on the theory of multirate control. First, by using the discrete lifting technique, the general dual-rate discrete-time system is converted into a single-rate augmented system. On this basis, the augmented error system is constructed by introducing a first-order difference operator and the previewable reference signal. Then the tracking problem is transformed into a regulator problem of the augmented error system. The optimal preview control law of the augmented error system is obtained by using standard linear quadratic optimal preview control theory, and then the optimal preview controller of the original system is derived. In addition, the necessary and sufficient conditions for the controller are given.Finally, simulation results show the effectiveness of the proposed method.     

车辆半主动悬架系统模糊神经网络控制研究

悬架系统对车辆平顺性具有重要的影响,通过预瞄控制在后轮处提前预测路面不平度,用于解决半主动悬架模糊神经网络控制存在的时滞问题。建立了1/2车辆模型和路面输入模型,设计了基于预瞄控制的半主动悬架模糊神经网络控制结构,并进行了白噪声输入仿真分析。结果表明：预瞄控制后的车身加速度峰值和标准差比被动系统分别减少了61.61%和44.28%,比模糊控制的悬架系统分别减少了21.23%和21.20%;预瞄控制后的质心加速度峰值和标准差比被动系统分别减少了35.21%和57.81%,比模糊控制的悬架系统分别减少了7.83%和20.10%。后轮处车身加速度和质心垂直加速度均有明显减小,较好改善了悬架系统适应道路的性能,有效缓和了车辆的振动和提高了汽车的行驶平顺性。

Abstract：

Suspension system has important effect on vehicle ride comfort.Wheelbase preview control method could be used to forecast the road surface roughness at the front wheel,and to be used to solve the delay problem in fuzzy neural network controlled semi-active suspension system.The 1/2 vehicle model and road input model was established,and the fuzzy neural network control structure based on wheelbase preview control theory was designed.The white noise input simulation was carried out and the results show that the peak and standard deviation of body acceleration are separately decreased by 61.61% and 44.28% compared with passive suspension system,and are 21.23% and 21.20% compared with fuzzy controlled suspension system;on the other hand,the peak and standard deviation of vertical acceleration at CG are separately decreased by 35.21% and 57.81% compared with passive suspension system,and are 7.83% and 20.10% compared with fuzzy controlled suspension system.The body vertical acceleration at rear wheel and the vertical acceleration at CG are significantly decreased to adapt to the suspension performance,which helps to effectively easy the vehicle vibration and to improve the vehicle ride comfort.     

An Application of Optimal Preview Control in Terrain Following System

1 .ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｒｕｉｓｅｍｉｓｓｉｌｅｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗｅａｐｏｎｉｎｍｏｄｅｒｎｗａｒ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｖｉａｂｉｌｉｔｙ ,ａｇｏｏｄｐｉｔｃｈｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｈｏｕｌｄｂｅｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｍｉｓｓｉｌｅ’ｓｆｌｉｇｈｔａｌｔｉｔｕｄｅｆｏｌｌｏｗａｃｅｒｔａｉｎｔｅｒｒａｉｎ .Ｉｎｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｏｐｔｉ ｍａｌｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅ…     

摩托车半主动悬架分层预测控制及仿真

行驶平稳性和乘坐舒适性是衡量车辆悬架性能优劣的重要指标，而基于磁流变技术的半主动预测控制与其它控制方法的结合则是改善悬架性能的一种先进控制方法。为提高控制效果，提出了一种悬架振动分层建模预测控制的新思路，即将前后轮系均看作是相互独立的底层二自由度系统，推导出协调底层关系的上层关联动力学方程，结合轴距预测和LQR优化控制方法，以前轮检测到的路面激励作为后轮下一步输入的激励，然后以簧载质量质心处的垂直加速度和俯仰加速度为上层控制目标进行协调，继而得到所需的半主动控制力。通过对一个四自由度摩托车模型的仿真计算表明，该方法在线计算量少，前后轮系易于采用不同的控制策略以提高控制效果。该方法对于多轮系车辆的振动控制提供了一个崭新的思路。     

半实物仿真中的期望频率特性控制研究

根据半实物仿真系统中期望输出预知的特点,讨论了相应的离散控制问题。首先提出了给定带宽的零相位滞后离散模型,对不可抵销零点的补偿方法进行了研究,并按该模型设计了相应的利用未来信号的前馈控制器。根据该方法可以获得近似的理想闭环模型。     

糊决策理论在驾驶员行为研究中的应用

针对驾驶员开车行为的特点 ,利用系统模糊决策理论建立了多个描述驾驶员根据前方道路信息和自身考虑进行预期轨迹决策的模糊评价指标及其隶属函数 ,并仿真计算了驾驶员在不同道路环境下的轨迹决策行为 .     

双臂移动机器人的图形化编程与仿真控制系统

介绍一种双臂移动机器人的图形化编程与仿真控制系统。用户通过图形编程界面对机器人编程和任务规划，在三维仿真环境中预宽和分析规划结果，最后将优化程序下载到真实机器人中进行控制。采用Java3D和VRML实现三维仿真；基于RT-Linux平台保证仿真控制的实时性；实现了多机器人机制以支持机器人的流水线协作。该系统现在支持日本安川电机株式会社的双臂移动机器人产品。