电磁智能小车控制算法设计

设计了一台自动识别路径的电磁智能小车。介绍了智能小车控制位置、舵机和电机的算法思想,提出了基于三次多项式曲线拟合的位置解算算法和阿克曼转向舵机控制算法。该算法采用三次多项式来拟合通电导线周围磁场强度变化曲线,从而解算出小车相对赛道的偏移距离;通过阿克曼转向模型计算出转角控制量,建立转角与舵机PWM占空比的关系,便可控制小车按照预定轨迹稳定行驶。该算法在满足实时性与检测精度的前提下,对复杂赛道具有很强的适应性。     

智能小车循迹与避障的仿真与实现

基于MATLAB/Simulink仿真工具建立了智能小车的整体仿真模型,选用纯跟踪控制算法对智能小车模型的输入速度及转向角进行PID控制,利用MATLAB的矩阵数据构建了含有障碍物、可行区域、起始点和目标终点的costmap地图,并采用A*算法对地图的起始点至目标终点路径进行了构建和优化,得到了一条无障碍路径．通过对搭建好的智能小车模块在规划好路径的地图中进行循迹与避障仿真,并观察其仿真运行路径与规划路径的重合度,得到智能小车的实时位置与姿态．仿真控制算法在实物智能小车实际测试结果表明,仿真构建的智能小车运动模型、PID的参数调节、智能小车的控制算法以及规划出的路径可以在实验中按照设定要求运行,验证了控制算法的有效性．     

基于STM32的智能变速无碳小车设计

电控无碳小车是一种重力势能驱动行进兼具循迹和避障功能的小车,其速度控制尤为关键。该文为解决无碳小车依据赛道坡度智能变速这一问题,采用光电传感器、红外对管和轻触开关,设计了一种基于STM32的电控无碳小车。实验表明,该小车不仅能够循迹和避障,还可以根据赛道特征智能变速,与其他需要固定赛道起点的电控无碳小车设计相比,优势明显。     

无线通信网络的多智能小车编队控制系统

首先设计了基于ARM Cortex-M3的智能小车控制系统,利用模块化理念设计了无线通信、磁场检测传感器、电机驱动等硬件模块,采用ZigBee设计了多智能小车协作控制的车载自组织无线通信网络,利用磁场检测完成小车的导航方式,采用旋转编码器实现小车的测速功能.然后在智能小车上移植了嵌入式μC/OS-Ⅱ实时操作系统,根据多智能小车协作控制要求,设计了智能小车分布式自主决策程序,实现多智能小车自由运行、队列跟随和路口协作等运行模式.最后采用线性最优二次型的车队跟随控制算法,实现多智能小车编队的启停、匀速和加减速控制,利用通信协商的路口协作算法,实现多智能小车路口协作任务.实验结果表明,设计的无线通信网络的多智能小车系统能够满足多智能小车协作控制、编队控制和路口协作控制要求.     

基于模糊PID的智能小车控制算法研究

智能小车自动寻迹过程中,方向控制与速度控制都存在高度非线性的问题。采用模糊PID控制算法,实现了对方向和速度的优化控制,即采用模糊PD算法对智能小车方向进行控制,采用模糊PID算法对速度进行控制。该方案运用于智能车控制系统,克服了传统PID控制的不足,通过模糊规则进行推理决策,实现了PID参数的实时优化。     

可识别道路中黄白双色中间线的智能循迹小车设计

主要研究了智能循迹小车循两种颜色线行驶的设计问题。小车以K60单片机为主控,PD算法和舵机结合为小车提供方向,PID算法和电机结合来调节小车的速度,7971芯片搭建驱动电路来驱动电机。通过Open Mv摄像头进行捕捉道路信息,根据摄像头传回的道路信息来判断如何行驶。最后,通过实验验证了设计方案的可行性。     

智能寻迹车常见控制算法研究及比较

为了使自动识别路径的智能车能够稳定、可靠地在不同跑道上行驶,速度和方向的控制是整个智能车系统控制的核心。实验表明,加载了几种常见小车控制算法的智能车对赛道的适应性和其控制的稳定性都得到了较大的提高。     

二值图像采集电路的设计及其参数整定

在Freescale杯全国大学生智能汽车竞赛中，要求小车能识别白色背景配黑色中心引导线的赛道，然后根据赛道环境由MCU控制执行机构让小车沿线跑完全程。对于色彩对比度比较大的环境，在MCU主频一定时，直接采用硬件二值图片能达到AD转换无法达到的精度。     

基于飞思卡尔单片机的智能电动小车设计

针对交通堵塞、 交通事故频发等问题, 设计了一种智能电动小车。该设计采用MC9S12XS128单片机作为主控芯片, 结合摄像头、 无线模块等功能模块组成智能电动小车。主控芯片对摄像头采集的赛道信息进行分析处理, 采用PID（Proportion Integration Differentiation）控制策略驱动电机运转, 使智能电动小车能在跑道上完成单轨迹前行、 双轨迹中心线中的自动行驶和避障等动作。利用无线模块实现智能电动小车与目标靶之间的信息交换, 通过智能电动小车对舵机的调整, 完成在行驶过程中将激光光点投射在目标靶中心的实验。打靶成绩较高, 实验结果令人满意。该设计可为智能车辆无人驾驶和信息交互的研究提供参考。     

基于MC9S12XS128单片机的智能小车设计与实现

介绍了基于MC9S12XS128单片机的智能小车,根据小车的功能要求,实现对其硬件系统和软件系统的设计,使其利用红外传感器来检测赛道的边界黑线,通过循迹实现小车前进方向的引导,并控制电动小车的自动调整按照轨迹运动,采用基于nRF905的无线通讯模块实现小车之间的实时通信,通过PWM调速使小车快慢速行驶,使用红外测距传感...     

最优控制在汽车操纵逆动力学的应用

提出了一种最优控制理论在汽车操纵逆动力学应用的研究方法.该方法基于最优控制理论,运用改进的直接多重打靶非线性规划方法求解方向盘转矩输入.通过仅假设出节点处的控制变量值,将最优控制问题转化为非线性规划问题,运用序列二次规划方法对转化后的非线性规划问题进行求解.利用该方法仿真出了两类车跟踪同一路径的结果.结果表明,该方法能够使汽车很好地跟踪所希望的路径,而且该方法在求解最优控制问题时更方便,收敛更快.     

基于轨道谱的铁道车辆主动悬挂轴间预瞄控制

针对铁道车辆二系主动悬挂，考虑了轨道不平顺谱及轮轴时延的输入；依据最优控制理论，设计了整车的主动悬挂控制规律，并在整车垂向动力学模型上进行了仿真分析．分析表明，依据轨道不平顺谱以及轮轴时延能实现最佳的控制性能；但随着速度的提高，其相对于仅依靠轨道谱信息而设计最优控制规律的收益大幅下降；相对而言，铁道车辆依据轨道谱信息设计主动悬挂控制规律非常重要．     

纯电动汽车驱动控制器研究与开发

 驱动控制器是电动汽车的核心部件,其性能的优劣直接关系着纯电动汽车的整车性能和传输效率。本文针对大中型纯电动汽车,研究开发了一款基于Freescale S12单片机的纯电动汽车驱动控制器。根据纯电动汽车的特殊要求和运行环境,给出驱动控制器总体设计方案,其中硬件电路包括电源模块电路、主控制器最小系统电路、信号调理模块电路、PWM输出电路、数据通信模块电路和IGBT驱动模块电路等;控制策略采用模糊自整定PID控制策略。对安装该驱动控制器的纯电动汽车进行道路试验,试验表明,该驱动控制器能够满足车辆复杂的行驶工况,纯电动汽车具有较好的加速性能和良好的速度跟随性,满足相关国家法规要求,控制器适用于各类大中型纯电动汽车。     

城轨车辆用静止逆变电源装置设计研究

介绍了城市轨道电动车辆用静止辅助逆变电源装置的设计研究,静止逆变电源装置给城道车辆控制及辅助用电设备提供稳定的三相、单相交流和直流电源。该装置电路由主电路和控制电路两部分构成。对主电路构成、特点和工作原理进行了论述。主电路为斩波降压逆变型电路结构,主电路斩波器和逆变器选择用性能优良的电压控制型大功率电力电子器件IGBT模块作为功率开关。控制电路的核心为微机控制系统,其中CPU采用80C196KC 16位单片机,描述了控制系统电路设计及控制电路框图,控制系统软件流程及软件保护功能。给出了静止逆变电源装置主要电气性能试验内容及试验结果。实际应用表明该装置运行稳定、可靠,可完全满足城轨车辆运行的要求,具有广阔的市场应用前景。     

客运专线列控中心对轨道电路分路不良的防护

轨道电路分路不良会导致信号显示和轨道电路码序升级,联锁关系失效,直接危及行车安全.客运专线列控中心利用现有设备所能提供的技术条件,采用软件处理的方法通过站间安全信息传输和轨道电路占用逻辑检查,对发生分路不良的区段做出判断,并选用HU码作为防护码序对后续轨道区段的编码进行控制,防止追踪列车意外闯入,有效降低了区间分路不良对行车安全的风险.     

基于位置和力反馈控制的电动静液式主动悬架的仿真

 通过建立2自由度1/4车辆主动悬架模型和电动静液作动器模型,综合机器人柔顺性控制中阻抗控制的优点,分析其在液压式主动悬架的适用性,将位置反馈和力反馈控制应用于液压式主动悬架系统。设计了采用模糊控制的位置反馈控制器和力反馈线性控制器,并以阻抗控制跟踪车轮动载荷得到簧载质量位移修正量。利用Matlab/Simulink搭建B级路面和0.1 m凸起路面激励下的悬架系统模型。仿真结果表明,相对于被动悬架,其车身垂直加速度、悬架动挠度及车轮动载荷的均方根值均有所下降,该控制策略能较好地提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。     

铁道车辆弹性车体垂向运行平稳性最优控制

采用基于轨道不平顺谱的最优控制及包括轮轴间时延的预瞄控制算法,设计了整车的主动悬挂控制规律,对铁道车辆弹性车体垂向动力学模型进行仿真分析.结果表明,基于轨道谱的预瞄控制算法在控制输出力及抑制车体的振动效果方面要略优于单纯基于轨道谱的最优控制算法;基于轨道谱的最优控制可以改善轨道至弹性车体中部的加速度传递率,在控制车体刚体振动的同时,也能抑制车体的整体弹性振动;最优控制算法对车体系统的低频振动及车体弹性一阶垂向弯曲振动控制作用明显,而对车体高频振动基本无抑制作用,据此可以帮助选择助动器的响应频率范围.     

采用横摆力矩优化分配方法的车辆稳定性控制系统

为提高车辆的操纵稳定性,设计了采用横摆力矩优化分配方法的车辆稳定性控制系统。控制系统的上层采用基于最优理论的横摆力矩控制器,该控制器根据校正横摆力矩来计算目标控制车轮的参考滑移率;下层是PID控制器,它跟踪上层控制器的参考滑移率,对目标车轮施加制动力矩从而使车辆稳定。采用八自由度非线性车辆模型在不同工况下进行仿真,结果表明所设计的控制系统能够有效地改善车辆的操纵稳定性。     

大型履带式液压凿岩台车原地转向能力研究

针对大型履带式液压凿岩台车原地转向能力展开研究。以车辆-地面力学理论、履带车多刚体建模理论为基础,在多体动力学软件Recur Dyn中构建了整车的动力学模型,分析了三种路面条件下履带式车辆的结构参数即履带接地长度与履带中心距比值L/B对转向能力的影响。仿真结果表明,结构参数L/B对履带式车辆的转向能力有很大影响;履带车辆在软地能够转向必须满足L/B小于1.7,且当L/B越小,履带车转向能力更好;对于在硬地转向,L/B越小,履带车辆转向稳定性更好。仿真结果与理论分析相符合,互为验证,研究工作对大型履带车辆行驶操控和结构优化设计提供了新思路。     

基于AFS与DYC的车辆侧风稳定性控制研究

为了研究提高高速车辆侧风稳定性的主动控制方法,建立了考虑侧风作用下的车辆八自由度非线性动力学模型,采用基于分段线性轮胎特性二自由度模型作为参考模型,分别设计了多柔性PID主动前轮转向(AFS)和LQR最优控制直接横摆力矩控制(DYC),对比分析了在两种典型工况下,两种不同主动控制方法对高速车辆侧风稳定性的控制效果.研究结果表明:侧风直线行驶工况下DYC操作性、稳定性、轨迹保持能力方面均优于AFS,纵向动力学性能方面AFS优于DYC;侧风前轮转角正弦输入工况下AFS与DYC在操作性、稳定性、轨迹保持能力方面差别不大,纵向动力学性能方面AFS明显优于DYC.