检索结果-南通市图书馆

作者：周爱玲广西科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着科学技术和人工智能的日益革新,基于深度学习和计算机视觉的自动驾驶和辅助驾驶技术,正在逐渐取代传统的汽车驾驶方式,以提升道路交通的安全性。而交通信号灯是组成道路交通安全的重要元素之一,高效、准确地识别交通信号灯... 详细信息

近年来,随着科学技术和人工智能的日益革新,基于深度学习和计算机视觉的自动驾驶和辅助驾驶技术,正在逐渐取代传统的汽车驾驶方式,以提升道路交通的安全性。而交通信号灯是组成道路交通安全的重要元素之一,高效、准确地识别交通信号灯的状态与类别,可以帮助智能汽车提前获取交通路口信息,有利于智能系统做出正确的驾驶决策,避免重大交通事故的发生。因此,本文以国内城市道路交通信号灯为研究对象,提出了一种基于YOLOv5网络的改进算法,实现了对交通信号灯图像的检测、识别与应用。主要研究内容包括以下几个方面:(1)国内交通信号灯数据集的建立。通过对目前开源交通信号灯数据集的分析,发现其类别较少,大部分仅按颜色分类,不能给予智能汽车更为准确的交通信息。本文通过视频采样等多种途径,建立了涵盖多个城市不同角度、气候、光照条件下的真实国内城市道路交通场景数据集TLD,并按照交通信号灯的颜色及方向细致地分为9个类别,共得到了24315个标注样本。(2)基于改进YOLOv5的交通信号灯检测与识别算法研究。首先,通过实验对比含有深度可分离卷积的MobileNet系列轻量化网络,综合选择检测效果最好的MobileNetv2网络进行原主干特征提取网络替换,利用实现模型的轻量化;其次,使用四尺度检测机制,更好地覆盖不同大小和位置的交通信号灯,提升算法对小目标特征的敏感性;最后,引入注意力机制,从通道和空间两个维度加强网络对交通信号灯特征的捕捉能力,提升算法的检测精度。实验结果表明,本文所改进的算法相较于原YOLOv5算法模型体积减少了25.4%,检测精度提高了2.81%,检测速度达到了每秒30.6帧。(3)交通信号灯检测与识别系统的设计与实现。本文以改进后的YOLOv5算法为核心,设计并实现了交通信号灯检测与识别系统。该系统利用界面开发工具PyQt5对城市道路交通信号灯的采集、输入、检测到输出的过程进行了可视化模块设计。通过实验验证,证明了该系统具有较好的实际应用效果,能应用于城市道路复杂交通场景下的交通信号灯识别。

关键词：深度学习交通信号灯检测与识别深度可分离卷积特征融合

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基于双目视觉的无人车路障检测与识别研究

基于双目视觉的无人车路障检测与识别研究

作者：岑满伟广西科技大学

学位级别：硕士

随着社会经济与汽车制造业的不断发展,国内汽车保有量逐渐增加,人们的交通更加便利,但频繁的交通事故也随之而来。为减少行驶车辆碰撞事故的发生,具备环境感知能力的无人车辅助驾驶系统已成为目前汽车技术的发展方向。前方路障检测与识... 详细信息

随着社会经济与汽车制造业的不断发展,国内汽车保有量逐渐增加,人们的交通更加便利,但频繁的交通事故也随之而来。为减少行驶车辆碰撞事故的发生,具备环境感知能力的无人车辅助驾驶系统已成为目前汽车技术的发展方向。前方路障检测与识别技术是无人车环境感知系统的重要部分,利用双目视觉技术对路障进行检测是目前的研究热点。因此,本文基于双目视觉对车前方道路上的常见障碍物(如车辆和行人)进行检测与识别研究,主要包含以下内容:(1)分析双目视觉相关理论,完成双目相机标定实验。研究双目视觉领域中的四种基本坐标系及各坐标系之间的转换,分析相机线性与非线性的两种成像模型和基于平行双目视觉模型的测距原理。通过MATALB标定工具箱结合双目相机采集的多组标定板图像进行标定实验,获得路障测距所需的相机参数。(2)提出一种基于Mobile Net-YOLOv4的路障检测识别算法。针对YOLOv4庞大的网络参数量和模型体积而难以在设备上实时运行的问题,本文以Mobile Net为主干特征提取网络,将深度可分离卷积融入到YOLOv4的路径聚合网络与预测网络中,大幅度提升检测速度。同时为改善网络对路障尺度变化的适应能力,在预测网络前构建与不同尺度特点相适应的特征增强模块,提高了路障检测精度。通过实验证明,改进后的算法能较快地识别出路障,并提供较为准确的路障位置信息。(3)提出一种基于ORB的双目视觉路障测距算法。预先对相机采集的路障图像进行灰度化与滤波处理,并通过Open CV结合相机标定参数来校正双目图像,使其共面行对准。针对传统ORB算法存在大量误匹配的问题,本文利用路障检测提供的位置信息建立感兴趣区域,然后通过RANSAC算法以及阈值约束来优化ORB匹配算法,以获取对路障更具有代表性的视差信息,最后结合双目测距原理计算路障距离。经过实验验证,优化后的测距算法在改善测距精度的同时拥有较高的实时性。通过试验平台对实际道路场景下的行人、汽车、自行车、公交车和电动车五类常见障碍物进行多组不同距离的识别与测距试验,验证了本文的检测识别与测距算法在有效工作距离内,能基本满足对车前方路障的检测精度与实时性要求。

关键词：双目视觉相机标定路障检测识别特征匹配双目测距

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自动变速箱电磁阀检测远程控制系统研究

自动变速箱电磁阀检测远程控制系统研究

作者：甘景广西科技大学

学位级别：硕士

随着物联网技术的发展,远程工业通信系统已经成为了工业自动化领域中不可或缺的一部分。本文从项目需求出发,结合远程控制技术,设计了基于物联网技术的自动变速箱电磁阀检测远程控制系统,该系统的研发主要是为了能够远程实时查看电磁阀... 详细信息

随着物联网技术的发展,远程工业通信系统已经成为了工业自动化领域中不可或缺的一部分。本文从项目需求出发,结合远程控制技术,设计了基于物联网技术的自动变速箱电磁阀检测远程控制系统,该系统的研发主要是为了能够远程实时查看电磁阀检测的信息,实现高效且准确的电磁阀检测系统的监控和管理。本系统主要完成设备端、云服务器端、客户端的设计以及各个模块之间通信协议的实现。本文研究工作如下:(1)对设备端的电磁阀检测系统和远程控制模块进行研究设计。一方面对电磁阀检测系统进行设计,对压力和电流这两个重要的参数进行采集,首先对电磁阀检测系统的压力调节系统,为保证电磁阀检测系统压力稳定以确保对电磁阀检测的准确,设计PSO优化模糊PID控制策略及免疫算法优化的模糊PID控制策略并进行仿真对比,确定压力调节系统恒压智能控制的最优方案;其次电流调节系统采用PWM控制方式为电磁阀检测提供精确的控制电流;最后设计并构建了My SQL数据库,对前端和后台的数据进行管理。另一方面对远程控制模块的软硬件进行设计,该模块采用以STM32F103C8T6为主控核心MCU,通过与SIM7020C为核心的NB-Io T窄带物联网模块实现与云服务器通信的功能,同时与MAX232串口芯片通过串口实现与电磁阀检测设备数据交换的功能。(2)对基于物联网远程控制的系统进行设计。首先通过分析确定以MQTT通讯协议的阿里云平台上搭建和部署服务器的方案,其次采用Web网页端的方式完成系统客户端的设计,借助Java语言中的Spring Boot框架、My Batis框架以及Html页面开发语言技术进行开发和设计,实现良好的人机界面。最后设计电磁阀检测设备、远程控制模块、云服务器、Web端的之间的通信协议以及它们之间的数据传输格式,实现数据交互。(3)完成远程控制系统的通讯测试及功能测试。首先对远程控制模块各部分进行测试,测试成功后对采集到的数据进行分析,经过扩展卡尔曼算法滤波滤除干扰数据后得到可靠的数据;其次对JF015E电磁阀自适应能力的测试,通过分析远程采集得到的数据,验证了免疫算法优化的模糊PID控制器的优越性。最后通过Web端进一步测试远程控制的效果,证明了各个模块功能具有一定的可行性。

关键词：电磁阀检测系统云服务器 Web端物联网远程控制

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基于多传感器的变速箱电磁阀测试系统设计

基于多传感器的变速箱电磁阀测试系统设计

作者：戚秋晨广西科技大学

学位级别：硕士

变速箱电磁阀测试环节作为变速箱再制造工艺中最为关键的部分,其工艺流程及技术直接关系到再制造部件的质量。本测试系统以数据采集与处理技术和系统控制工程技术为基础,利用多个传感器对目标检测电磁阀的相关参数进行采集,并运用串口... 详细信息

变速箱电磁阀测试环节作为变速箱再制造工艺中最为关键的部分,其工艺流程及技术直接关系到再制造部件的质量。本测试系统以数据采集与处理技术和系统控制工程技术为基础,利用多个传感器对目标检测电磁阀的相关参数进行采集,并运用串口通讯技术实现数据的实时采集与传输,在数据处理的基础上用上位机软件以曲线显示,以达到较短的时间内创建变速箱电磁阀的测试环境的目的。测试系统能够模拟出变速箱电磁阀实际工作环境,在改变控制信号的同时采集测试液压油温度、待测电磁阀输入及输出压力和流量等数据,通过分析待测电磁阀控制电流与输出端压力的I(控制电流)/P(油压)曲线,对再制造电磁阀性能给出评价。目前本测试系统已经完成了批量变速箱电磁阀的测试,达到了实用化水平。本文具体研究重点及工作内容如下:(1)根据变速箱电磁阀测试工作原理,以控制待测电磁阀输入端压力和电流为控制目标,设计出基于多传感器的变速箱电磁阀测试系统台架来模拟变速箱电磁阀实际工作环境,并对下位机数据采集系统所用到的硬件进行选型。(2)为了提高测试精度,先使用了基于滑动平均滤波和指数平均一阶LPF的复合数字滤波对采集的传感器数据进行处理,再通过改进后的指数加权滑动平均滤波解决了初始滤波值与真实值偏差的问题。同时为了保持数据不失真的情况下显示上位机动态曲线,通过对比使用基于最小二乘法的多项式拟合方法和基于三次样条插值方法来选择上位机曲线显示方法。最后通过处理后的传感器数据分析变速箱电磁阀的故障类型。此外,在曲线相似度辅助分析通过调用动态时间规整算法来计算测试曲线与标准曲线之间累计距离最小所对应的规整函数,为变速箱电磁阀测试提供数据化的性能分析。(3)通过工程项目需求分析确定出上位机软件的整体功能,利用Visual Studio开发工具在.Net Framework环境下搭建。本系统运用了WinForm界面、MVC架构、多线程等技术进行了上位机软件开发,并使用MySQL数据库为上位机软件提供数据存储。根据软件功能需求设计了以下几个功能模块:测试参数配置、串口通信及数据接收、数据库模块、关键参数曲线显示、曲线相似度辅助分析、测试报告生成。(4)通过对JF015E-NH-慢速调压类型的变速箱电磁阀进行测试来展示上位机软件运行结果,结合系统测试原理和故障引入测试完成变速箱电磁阀测试系统的测试,并验证了变速箱电磁阀再制造测试的数据采集与分析功能。

关键词：变速箱电磁阀测试系统传感器数据处理上位机软件

基于深度学习的自动驾驶场景下行人检测算法研究

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基于深度学习的自动驾驶场景下行人检测算法研究

作者：张伦广西科技大学

学位级别：硕士

行人检测是计算机视觉领域中的一个重要研究分支,在自动驾驶系统中发挥着关键的技术支撑作用,可以有效地保障行车安全,提升自动驾驶技术的可靠性和舒适性。然而在复杂的自动驾驶场景下,行人检测存在着众多挑战。一方面,距离车载摄像头... 详细信息

行人检测是计算机视觉领域中的一个重要研究分支,在自动驾驶系统中发挥着关键的技术支撑作用,可以有效地保障行车安全,提升自动驾驶技术的可靠性和舒适性。然而在复杂的自动驾驶场景下,行人检测存在着众多挑战。一方面,距离车载摄像头不同远近的行人尺度差异较大,距离较远的小尺度行人很难被检测到,而且光照变化和背景干扰等因素也增加了行人检测的难度。另一方面,拥挤人群的相互遮挡以及行人被道路上其他物体所遮挡容易导致误检或漏检情况的出现。针对上述问题,本文以基于深度学习的行人检测算法为基础进行研究与改进,主要工作内容如下:(1)构建驾驶场景行人数据集。首先,详细介绍了目前主流的驾驶场景数据集。其次,根据数据集的多样性对比结果,并考虑国内外道路交通的环境差异,进而选择具有挑战性的City Persons数据集和SODA10M数据集。最后,鉴于SODA10M训练集缺少夜晚图像,通过自制夜晚数据集的方式对其进行扩充。(2)针对SSD(Single Shot Multi Box Detector)算法在驾驶场景下存在小尺度行人大量漏检的问题,提出一种多尺度特征融合的小尺度行人检测算法。首先,根据数据集分辨率的特点对SSD网络的输入方式进行优化,同时重新设置SSD默认先验框的尺寸和宽高比,以获取更匹配数据集行人真实框的先验框。其次,在多尺度检测阶段,增加浅层高分辨率特征图来提高检测小尺度行人的能力,并剔除冗余的深层特征图以提升检测效率。最后,提出一种能够弥补浅层特征图中行人语义信息的特征融合模块。实验结果表明,所提算法可以有效减少小尺度行人的漏检,在不同数据集上都具有较好的检测效果。(3)针对驾驶场景下普遍存在的行人遮挡问题,同时考虑到模型的计算开销和储存空间,本文以YOLOX-Tiny网络架构为基础,提出一种基于注意力机制的遮挡行人检测算法。首先,选择在特征融合网络中加入高效通道注意力模块,增强模型对遮挡行人可见区域的关注度。其次,采用基于距离交并比的边界框回归损失函数,提升遮挡行人的定位精度。最后,利用结构重参数化加快模型推理速度,同时降低模型复杂度。实验结果表明,提出的算法可以有效改善遮挡行人的检测效果,在保证轻量化的同时具有较佳的检测性能。

关键词：行人检测驾驶场景深度学习特征融合注意力机制

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自动变速箱电磁阀检测系统研究

自动变速箱电磁阀检测系统研究

作者：杨利州广西科技大学

学位级别：硕士

电磁阀在自动变速箱里有着重要的作用,其性能的优劣关乎到整个变速箱能否正常的工作。鉴于以往的电磁阀检测设备操作繁琐复杂,并且技术落后,本文在与某企业合作的项目为背景,采用理论分析与实验相结合的方法,将微处理器作为控制核心,结... 详细信息

电磁阀在自动变速箱里有着重要的作用,其性能的优劣关乎到整个变速箱能否正常的工作。鉴于以往的电磁阀检测设备操作繁琐复杂,并且技术落后,本文在与某企业合作的项目为背景,采用理论分析与实验相结合的方法,将微处理器作为控制核心,结合数据通信与传感器技术,开发了一套自动变速箱电磁阀检测系统,重点对电磁阀检测系统的控制策略进行了研究。本文首先设计了一个电磁阀液压数据采集系统,通过设计实验,分析影响因素对液压系统中油液压力的影响。采用压力传感器对系统中的压力进行采集,经过数据采集卡传输到电脑上进行数据的存储,并结合卡尔曼滤波算法对数据进行处理,最后对系统的稳定性进行分析。根据实验结果可知,设计的电磁阀液压数据采集系统能够稳定的模拟电磁阀在实际工作时所需要的压力和温度等环境,同时也为后续控制算法的设计提供了稳定的液压系统环境。采用STM32单片机作为控制核心,设计了自动变速箱电磁阀检测系统的压力控制策略。针对系统中存在着许多影响因素,使得液压系统中压力波动较大,不符合电磁阀在被检测时所需要的压力环境的问题,对压力控制系统进行了理论分析,并对控制电路中的器件进行了选择。根据PID算法的控制优点和遗传算法的特性,将两者进行结合,设计遗传PID算法。将PID算法用于系统压力控制,并采用遗传算法对其进行优化。通过实验验证与结果分析,得出基于遗传算法的PID控制策略能够很好的对系统压力进行控制,并且检测系统能够较稳定的得出待测电磁阀输出端压力关于电流的PI特性曲线。为了实现自动变速箱电磁阀检测系统中数据的图形化处理,方便操作人员对电磁阀的质量进行判断,本文基于Windows平台采用Visual Basic开发了一款上位机软件,使其与检测设备之间进行通信。该软件具有用户界面、设备控制、实时数据采集、数据库存储数据等功能,能够实时的绘制待测电磁阀输出端压力关于电流的PI特性曲线,同时也能够在软件上根据电磁阀的类型设置不同的标准参考线,用来与绘制的电磁阀PI特性曲线进行对比,以此对电磁阀质量的优劣进行分析。

关键词：电磁阀检测系统卡尔曼滤波算法压力控制遗传PID算法上位机软件

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基于多传感器融合的线控转向系统控制研究

基于多传感器融合的线控转向系统控制研究

作者：苏荣键广西科技大学

学位级别：硕士

线控转向控制系统取消除转向盘和转向执行机构之间的机械连接,利用搭载多种传感器的电子系统控制转向电机与路感电机实现转向操作,是智能车辆安全行驶的重要系统之一。为了保证线控转向系统能精准稳定的执行转向,本文展开了多传感器融... 详细信息

线控转向控制系统取消除转向盘和转向执行机构之间的机械连接,利用搭载多种传感器的电子系统控制转向电机与路感电机实现转向操作,是智能车辆安全行驶的重要系统之一。为了保证线控转向系统能精准稳定的执行转向,本文展开了多传感器融合的线控转向系统研究,主要研究内容如下:(1)根据线控转向系统工作原理,设计多传感器融合的线控转向系统硬件方案。以线控转向系统的转向精准度和稳定性作为控制目标,分析转向电机与路感电机、转速传感器、转角传感器和电流电压传感器的功能及特性,并进行选型。(2)为了满足转向系统的模拟路感和转角跟随的设计要求,本文提出了一种积分变结构与扰动观测器复合的滑模控制方法,利用扩张滑模观测器观测电机参数变化及负载转矩的扰动值,并将扰动值作为速度控制器的补偿,以增强滑模控制的抗干扰能力。在此基础上,设计模糊角传动比,在滑模调速控制器上加入位置控制器实现方向盘与转向电机的转角跟随。其次,设计力传动比将转向电机的反馈力矩转换成电流控制路感电机,从而模拟路感信息反馈给驾驶员获取舒适的操纵性。最后,设计路感电机与转向电机的控制电路,并将控制策略嵌入到控制器中验证路感电机与转向电机协同控制的有效性。(3)为了能提供安全可靠的转向决策,本文设计了倾角传感器、角度传感器及车速传感器采集电路,以获取线控转向系统的转向信息。同时,提出了Kalman滤波与数字滤波相结合的滤波方式,滤除总线电压和车速信息中的电磁干扰。其次,利用角度传感器与多点采样过零检测法测量方向盘角度,再以角度传感器测量数据为基准对多点采样过零检测法测量数据进行矫正,提高方向盘转角与电机转角的跟随精度。最后,利用JY901B传感器内部的动力解算和Kalman滤波,削弱采集转向姿态信息而产生的系统误差和干扰噪声,并将各个传感器采集的转向信息上传到显示界面,实现线控转向系统的转向数据实时检测。验证控制方法的有效性,采用示波器测试电机硬件电路的控制信号,并结合电机控制平台验证路感电机与转向电机协同控制的性能。同时利用传感器监测线控转向系统的转向姿态,保障线控转向系统安全稳定的操纵性。

关键词：线控转向多传感器融合双电机控制滑模控制数据处理

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乘用车线控转向系统建模及控制策略研究

乘用车线控转向系统建模及控制策略研究

作者：李珊广西科技大学

学位级别：硕士

线控转向系统作为一种新型的汽车转向系统，较之其它转向系统最大的特点是用总线技术取代了转向盘与转向前轮的机械连接，其传动比可以根据车辆的行驶状态任意设置。早期的转向系统一直存在转向轻便性和操作稳定性不能兼顾的问题。线控... 详细信息

线控转向系统作为一种新型的汽车转向系统，较之其它转向系统最大的特点是用总线技术取代了转向盘与转向前轮的机械连接，其传动比可以根据车辆的行驶状态任意设置。早期的转向系统一直存在转向轻便性和操作稳定性不能兼顾的问题。线控转向系统通过电子控制单元输出指令控制转向电机转角，从而控制前轮转向，解决传统转向系统中不能兼顾转向轻便性和操作灵敏性的问题。此外，在线控转向系统中，驾驶员无法通过机械部件感知路面信息，需要模拟产生路感提供给驾驶员。本文在前人研究基础上，通过对线控转向系统的结构原理进行分析，介绍了线控转向系统发展过程中的关键技术问题以及线控转向系统性能特点。利用降阶法对其结构进行合理的简化，建立线控转向系统数学动力模型和simulink仿真模型。利用商业仿真软件CarSim建立整车模型，并将线控转向系统的simulink模型嵌入到CarSim中B级sedan（NO ABS）的乘用车中，代替原有的机械转向系统建立联合仿真模型，为线控转向系统控制策略研究提供基础和平台。在前轮转角控制策略中，结合变传动比控制，设计基于横摆角速度反馈的控制系统。针对线控转向系统存在无法建立其精确的数学模型，为了提高控制效果，将模糊控制与PID控制相结合，设计模糊PID控制器应用到前轮转角控制策略中，在线跟踪调节车辆行驶参数，并实时获得前轮转角补偿转角。结果表明：采用了模糊PID控制的线控转向系统较采用PID控制的线控转向系统和未采用PID控制的线控转向系统，其轻便性和稳定性都要好，能够较好的实现前轮转角控制。线控转向系统的路感模拟是以传统机械转向系统路感为依据。本文通过对乘用车回正力矩分析，建立方向盘总成模型，获得线控转向系统目标路感力矩，并加入变传动比控制改善获得的目标力矩。为了使路感电机输出合适的力矩，以及应对车辆行驶过程中存在的不确定因素，获得较好的路感，将人工免疫原理、模糊控制，PID控制结合，设计模糊免疫PID控制器应用于路感模拟控制策略中。结果表明：采用模糊免疫PID控制模拟产生的路感其跟随目标路感力矩效果，以及抗扰动性较采用PID控制的模拟产生的路感要好。

关键词：线控转向系统前轮转角控制路感模拟控制

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线控转向电机与路感电机协同控制

线控转向电机与路感电机协同控制

作者：段方宾广西科技大学

学位级别：硕士

线控转向系统(Steering-by-wire System)取消了转向盘和前轮执行机构之间的转向柱,采用电子控制系统控制转向电机实现转向操作,可以自由设置转向系统的角传动比和力传动比,系统可以实现主动转向的功能,提高转向系统的转向性能。路感电... 详细信息

线控转向系统(Steering-by-wire System)取消了转向盘和前轮执行机构之间的转向柱,采用电子控制系统控制转向电机实现转向操作,可以自由设置转向系统的角传动比和力传动比,系统可以实现主动转向的功能,提高转向系统的转向性能。路感电机和转向电机是线控转向系统的重要组成部分,其工作性能的优劣直接影响驾驶员的操作体验,因此协同控制器的设计是关键。本文针对线控转向系统单个电机控制的不足,设计了双电机协同控制策略,并优化了控制算法。基于线控转向系统协同控制的研究,课题主要研究内容如下:论文首先介绍了线控转向系统中前轮转向电机与路感电机的数学模型,分析了转向所需的最大扭矩,对传感器进行了选型和设计。选择转矩脉动小、功率密度大的永磁同步电机做为控制对象。其次,分析了线控转向系统理想传动比特性。针对理想传动比的不足,基于横摆角增益不变设计了线控转向系统的变角传动比特性;并分析和设计了三种力传动比特性,选择传统助力电机力传动比特性对线控转向系统进行了设计。针对传统滑模控制和PID控制器的不足,结合最优控制和滑模控制设计了最优滑模算法。转速环为最优滑模控制,电流环为PI控制,验证了控制的稳定性和有效性。针对线控转向系统双电机转角-力矩耦合的问题,提出了一种位置-扭矩双向协同控制策略。在永磁同步电机转速调节的基础上,增加了位置环实现了前轮转角的跟随控制;对电流环进行控制实现了路感电机的力矩控制。将变角传动比应用到前轮转角,实现了线控转向电机与路感电机的协同控制,使得线控转向系统满足低速时转向灵敏,高速时转向平稳的特点,提高了线控转向系统的稳定性。最后,设计了线控转向系统协同控制器。控制器包括门级驱动电路、电压电流反馈电路、电源模块电路和外围传感器采集电路。在硬件电路的基础上,使用C语言开发线控转向系统控制程序,利用中断程序对实现传感器信息的采集和双电机的实时控制。使用PC机与控制器通信,对传感器信息进行了采集,并验证了电机的调速性能。

关键词：线控转向协同控制永磁同步电机变传动比

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线控转向系统控制模型研究

线控转向系统控制模型研究

作者：袁英广西科技大学

学位级别：硕士

线控转向（Steer-By-Wire）系统作为新兴的汽车转向系统,是未来汽车无人驾驶发展中不可或缺的组成部分。SBW系统采用电控技术,可以自主选择转向传动比,优化转向性能,但其可靠性还有待考察。因此研究人-车-路闭环系统是分析汽车操纵稳定... 详细信息

线控转向（Steer-By-Wire）系统作为新兴的汽车转向系统,是未来汽车无人驾驶发展中不可或缺的组成部分。SBW系统采用电控技术,可以自主选择转向传动比,优化转向性能,但其可靠性还有待考察。因此研究人-车-路闭环系统是分析汽车操纵稳定性的基本前提,而路感模拟控制对线控转向的评价起着关键性作用。本文首先介绍了SBW系统的优越性、关键技术和结构原理,在此基础上,采用降阶法进一步研究SBW系统动力学模型,并在MATLAB/Simulink软件中建立仿真模型,利用Lyapunov稳定性理论分析SBW系统模型参数对系统稳定性条件的影响。然后本文针对转向传动比可随车辆转向特性变化设置的特点,设计基于横摆角速度增益不变的理想传动比,结合车速和转向盘转角的影响,利用模糊控制技术优化总传动比。建立三自由度整车动力学模型,并以质心侧偏角稳定趋于0设计LQR最优控制器。通过车身输出参数表明基于模糊传动比下的三自由度SBW汽车的LQR控制模型能在较短的时间内达到系统稳定,并较好的改善汽车低速转向灵敏度不足和高速易于转向过度的问题。其次,建立最优预瞄侧向加速度驾驶员模型,并设计模糊自适应PID算法进行优化。将SBW系统Simulink仿真模型嵌入到Car Sim平台的B级Hatchback车型中,建立SBW汽车模型。搭建带有SBW的人-车-路闭环系统,结合驾驶员状态反馈信息和车身参数,在不同工况下进行仿真,验证SBW汽车的稳定性和有效性。结果表明采用模糊自适应PID算法下带有SBW的人-车-路闭环系统精准轻便的实现转向操作,与预期轨迹偏差更小,不仅有效避免了驾驶员转向误操作,还提升了汽车的操纵稳定性和可靠性。最后,研究SBW系统路感模拟控制策略。以传统机械转向系统为参考,建立路感电机模型和转向盘力矩模型,结合模糊传动比计算路感目标力矩。根据不同因素对转向盘力矩产生的影响,设计理想转向盘力矩曲线。为使路感模拟电机输出合适路感力矩,设计模糊免疫PID控制器优化路感电机跟随目标力矩的效果,增强其抗干扰性。结果表明采用模糊免疫PID算法不仅改善了SBW系统路感的舒适度,还具有较强的适应性。

关键词：线控转向系统转向传动比人-车-路闭环系统路感模拟