独轮自平衡电动车的建模与运动平衡控制

为了设计新型、环保、便捷的智能代步工具,搭建了一款独轮自平衡电动车物理系统。利用拉格朗日方法建立了人车一体的动力学模型,并对系统进行了特性分析。设计了独轮车系统的比例微分(proportional-differential,PD)平衡控制器,并对独轮车系统分别进行了自平衡、冲击干扰和阶跃干扰实验。实验结果表明,独轮自平衡电动车系统具有较好的鲁棒性和操控性,证明设计方案的合理性和有效性。     

手持式竹林采伐机设计

为提高竹子的采伐效率设计了一种小型手持式竹林采伐机.利用现代设计方法对伐竹机进行功能分解并拟定了两种方案,通过有效值分析法和技术经济评价法找出最佳的执行方案,完成了手持式竹林采伐机的结构设计和控制系统设计,样机试验证明了该机已达到设计要求,采伐效率是人工采伐方式的2至3倍.     

基于K60的自平衡智能车设计研究

两轮自平衡车结合了两轮同轴、独立驱动、悬架结构和倒立摆模型的自平衡原理,是一种在微处理器控制下始终保持平衡的新型代步工具。设计了一款基于MK60DN512ZVLQ10的智能小车系统,在无人控制的情况下,有效地控制两轮小车的运动速度,实现了两轮小车自平衡、自动变速、自动避障、自动停车、翻越坡道等功能,并沿着赛道实现自动循迹。     

基于CCD的自平衡智能车循迹系统的设计

介绍了一种基于线阵CCD两轮自平衡的智能车循迹系统。基于第八届飞思卡尔智能车大赛准则,该系统以飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128作为核心控制器,以CCD作为路径识别装置检测路径信息,通过陀螺仪与加速度计测量智能车姿态,单片机获得传感器采集的路面信息及智能车姿态信息,经过分析后控制智能车的舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而实现智能车自平衡和速度调节。在控制算法上采用模糊设定速度和PID调整速度相结合的算法,使智能车能够在自平衡状态下快速平稳的行驶。     

幕墙自平衡体系结构有限分析计算软件的研究

阐述幕墙自平衡体系结构有限分析计算软件的研究.分析自平衡体系结构的分类和计算模型,给出了软件的实现方案.该软件以有限分析法为理论依据,采用Microsoft Visual C 实现软件,实验及算例表明,软件的计算结果精确有效,而且操作简单,运算速度快.     

基于LMI的两轮自平衡机器人控制器设计

针对两轮自平衡机器人系统,提出基于线性矩阵不等式的控制器设计方法。首先,采用状态空间模型对两轮自平衡机器人系统进行描述。然后,通过线性矩阵不等式进行控制器的设计,并通过Lyapunov函数证明该方法的有效性,分析了基于观测器的控制器存在条件。最后,通过仿真进一步验证了该控制方法的有效性。     

基于自平衡加载装置的空间节点加载试验设计

对现有用于空间节点试验的自平衡加载装置进行设计改进,实现了空间复杂节点受力状态的试验验证。介绍了节点试验加载方案的确定、加载设备的设计改进方法以及试验节点的安装布置等。实践证明,对自平衡加载装置进行适当的设计改进可以满足多种空间复杂节点加载试验的需求,拓宽了自平衡加载装置的用途和实验教学内容。     

设计走向科学化的重要途径——设计方法学研究的崛起及其成就

本文从当代设计所面临的严峻挑战出发,回顾设计方法学的崛起,综述了在设计及设计方法学研究方面,主要发达国家采取的措施及主要专家、学者的贡献和成就。指出:设计必须科学化,而设计方法学研究是设计走向科学化的重要一步;必须加强对设计本身的研究;计算机技术在设计领域中的应用及其与设计理论研究的结合,对设计的发展及科学化将具有特别重要的意义。     

两轮自平衡小车的设计与实现

两轮自平衡小车被各种竞赛所喜爱,在很多大型比赛中都有涉及此方向的题目。阐述了基于飞思卡尔系列XS128单片机为核心控制器,配合陀螺仪、角度传感器实现两轮小车的自平衡。着重介绍了两轮自平衡小车的结构、平衡原理、控制算法,通过反复调试最终实现了小车的自平衡。     

自平衡试桩法“自平衡点”位置确定有限元分析

自平衡试桩法具有测试吨位大、经济性好等优越性,对于当今大型桥梁结构物采用的超长桩基特别适用,因而得到广泛应用,然而由于加载方式的不同,自平衡试桩法测试结果也广受质疑,其中自平衡点位置是关键影响因素,本文通过工程实例给出了自平衡点位置确定的有限元分析方法,提供了一种解决办法。     

两轮自平衡智能小车控制系统的设计与实现

设计了以飞思卡尔系列MC9S12XS128单片机为核心控制器,加速度计MMA7260、陀螺仪ENC03为角加速度和角度测量仪的两轮自平衡智能小车控制系统.该系统通过对测量出的小车倾斜角度及角加速度进行计算和处理,实现了两轮直立小车的自平衡及小车的速度控制、方向控制和基于轨道的变速控制.该智能小车在华南赛区飞思卡尔智能小车大赛电磁组获三等奖.     

自平衡测试技术

简要介绍了自平衡测试技术在桩基静载荷试验以及深层栽荷试验中的应用,并给出了相应的具体工程实例,拓展了自平衡法的应用范围.     

两轮自平衡机器人运动平衡控制研究

对两轮自平衡机器人的运动平衡控制进行研究。通过搭建两轮自平衡机器人实验平台,采用Newton-uler法建立动力学模型以及针对机器人的运动控制、平衡控制和伺服控制设计相应的PID控制器。物理实验表明,机器人在外界冲击干扰和阶跃干扰的作用下,能够维持自身平衡同时可以执行相应的运动控制命令。结果表明,提出的两轮自平衡机器人运动平衡控制的方法是合理有效的。     

用概率设计方程解决可靠性设计问题的探讨

从推导与分布类型无关的可靠度下限引出概率设计方程 ,通过概率设计方程可实现用传统设计方法解决可靠性设计问题。为建立概率设计方程绘制了可靠度下限和安全系数间的关系曲线Rmin -n 。通过实例说明了用概率设计方程解决可靠性设计问题的方法     

越野特种运载平台自平衡任务舱设计及其控制策略研究

针对某越野特种运载平台大幅度侧倾及俯仰运动下机动性提升问题,提出了一种基于双轴陀螺原理的自平衡任务舱系统结构设计方案以及基于该结构的控制方法。首先,采用Creo软件完成自平衡任务舱系统的结构建模,结合路面模型及行驶系统在ADAMS/View中搭建运动模型,将任务舱三维模型分解映射为体现侧倾和俯仰动力学的2个平面,形成侧倾和俯仰动力学数学模型,设计实时修正任务舱姿态的自平衡控制策略;其次,综合考虑不同类型路面对任务舱姿态的影响,设计基于载荷转移率的控制阈值算法,明确自平衡控制算法的工作区间;最后,在MATLAB/Simulink环境中搭建Simulink-ADAMS自平衡控制联合仿真模型,进行多种工况的虚拟试验来验证控制系统的有效性。结果表明,自平衡控制系统能够有效、实时地修正任务舱的侧倾角和俯仰角,降低越野特种运载平台侧倾及俯仰运动对于驾驶人员的影响程度。采用自平衡任务舱系统,突破了悬架的系统性能限制,提高了越野特种运载平台对恶劣越野路面的适应能力,为自平衡控制算法的仿真验证提供了模型基础。     

基于可重用IP的SOC设计方法学的研究

介绍了当前国际集成电路领域在进行百万门以上的芯片设计时广泛采用的基于IP核的SOC设计方法．在研究可重用IP核及其在SOC设计中应用的基础上，给出了一种SOC设计的具体流程．研究认为，要满足设计进度和设计成功率，在进行SOC设计时，遵从规范、应用科学的设计方法是成功的前提．文后对SOC设计发展趋势作了较为详细的分析．     

嵌入式两轮循迹自平衡车

采用飞思卡尔单片机为控制核心,以陀螺仪、加速度计为传感器的姿态,感知系统调节运动姿态,提高两轮自平衡电动车的控制精度。该两轮自平衡电动车具有体型小巧、转弯灵活的特点,动力来源为蓄电池。     

级联型电压自平衡固态变压器

传统的级联型固态变压器存在级联单元间直流母线电压不平衡的问题,严重影响系统的稳定运行。常规的解决办法是控制各个级联脉宽调制(PWM)整流器或者双向DC-DC变换器,来调节每个单元的直流母线电压大小,但其控制复杂,运算量巨大,在级联数量较大时甚至无法使用。该文提出了一种新型的具有电压自平衡能力的级联型固态变压器,介绍了其拓扑结构和控制方法,分析了其自平衡的工作原理,并研究了其参数变化的影响。这种级联型固态变压器不需要任何额外的电压平衡控制,完全依靠拓扑电路实现电压的自动平衡,能够大大简化控制系统。仿真结果验证了该固态变压器的电压自平衡能力,表明其具有良好的工作性能。     

基于KF的自平衡机器人姿态角补偿方法

研究基于卡尔曼滤波(KF)的低通滤波补偿方法,对采用单轴加速度计的自平衡机器人姿态角测量系统进行补偿,消除由于振动、冲击等引起的信号失真,增强控制系统的稳定性.根据前期研究及实验,深入分析振动、冲击对传感器信号的影响,提出了一种基于最小二乘拟合原理的姿态角计算模型.在获得机器人自由振荡频率的基础上,设计了基于KF的混合低通滤波单元,并进行了物理模型实验.结果表明,该补偿方法能完全消除振动造成的传感信号失真.此外,该补偿方法对强烈冲击所造成的信号波动亦有明显衰减,能显著提升自平衡机器人的稳定性.     

一种改进型高灵敏度自平衡电路的研究与设计

提出一种改进型、高灵敏度、自平衡电路。该电路用1片CPLD代替6片CD40193、用1片AD8582代替2片AD8582,从调节方法和电路结构对原自平衡电路改进,提高了电路性能,增加了电路柔性,简化了电路,降低了硬件成本;用AD588代替AD8582基准电压输出作平衡基准,从本质上保证了电路精度。将原调节初值由固定式优化为可变式,将原调节步长由固定式优化为动态可变式,将原灵敏度由±40mV提高到±4mV,并增加了平衡标志。