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无人驾驶高速4WID-4WIS车辆路径跟踪单点预瞄控制

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重庆大学学报（自然科学版） 2011年第10期34卷 21-26页

作者：阮久宏李贻斌杨福广荣学文山东交通学院先进车辆与机器人研究所山东济南250023 山东大学机器人研究中心山东济南250061

针对无人驾驶高速四轮独立驱动独立转向(4WID-4WIS)车辆的驱动冗余、强非线性和不确定特性,提出一种基于控制分配和自抗扰控制法的路径跟踪单点预瞄控制方法。首先建立车辆单点预瞄路径跟踪系统的动力学模型。然后构建以控制分配器为核... 详细信息

针对无人驾驶高速四轮独立驱动独立转向(4WID-4WIS)车辆的驱动冗余、强非线性和不确定特性,提出一种基于控制分配和自抗扰控制法的路径跟踪单点预瞄控制方法。首先建立车辆单点预瞄路径跟踪系统的动力学模型。然后构建以控制分配器为核心的控制系统,使用自抗扰控制方法设计单点预瞄解耦控制器;提出目标生成器的类惯性环节算法,讨论其合理性;给出4WID-4WIS车辆路径跟踪控制分配问题的求解方法。最后进行仿真,结果表明所提方法能够实现快速、高精度的双移线圆弧路径跟踪控制。

关键词：无人驾驶车辆独立驱动独立转向车辆路径跟踪单点预瞄控制分配自抗扰控制

4WID-4WIS车辆横摆运动集成模糊最优控制与仿真

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系统仿真学报 2013年第12期25卷 3021-3027页

作者：杨福广李贻斌阮久宏山东交通学院先进车辆与机器人研究中心济南250023 山东大学控制科学与工程学院济南250061

对四轮独立驱动-独立转向(4WID-4WIS)车辆横摆稳定性控制进行研究。首先指出4WID-4WIS车辆横摆运动线性模型的局限性,在建立轮胎侧偏特性T-S模糊模型的基础上,进一步建立4WID-4WIS车辆横摆运动的T-S模糊非线性模型,并对模型进行了验证;... 详细信息

对四轮独立驱动-独立转向(4WID-4WIS)车辆横摆稳定性控制进行研究。首先指出4WID-4WIS车辆横摆运动线性模型的局限性,在建立轮胎侧偏特性T-S模糊模型的基础上,进一步建立4WID-4WIS车辆横摆运动的T-S模糊非线性模型,并对模型进行了验证;然后采用模糊线性二次型最优控制方法设计集成"主动前-后轮转向+直接横摆力矩控制"的4WID-4WIS车辆横摆稳定性控制系统;最后对不同工况下的传统车辆及集成"主动前-后轮转向+直接横摆力矩控制"的4WID-4WIS车辆进行了对比仿真。仿真结果表明,在各种工况下,集成控制的4WID-4WIS车辆均可以较好的跟踪理想响应曲线,明显优于传统车辆,系统对内部参数摄动和外部扰动具有较强的鲁棒性。

关键词：四轮独立驱动独立转向车辆集成控制模糊最优控制 T-S模糊逻辑横摆稳定性

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独立电驱动车辆车轮驱动防滑自抗扰控制

电机与控制学报 2009年第5期13卷 739-743页

作者：杨福广李贻斌阮久宏宋锐尹占芳山东大学控制科学与工程学院山东交通学院先进车辆与机器人研究所中国人民解放军94270部队

针对独立电驱动车辆加速过程中车轮的一种非线性防滑控制方法进行研究,采用Magic公式和直流电机模型建立1/4车辆动力学模型,将电机电流考虑成内部扰动,负载考虑成外部扰动,利用扩张状态观测器对扰动进行观测;以最优滑移率为控制目标,使... 详细信息

针对独立电驱动车辆加速过程中车轮的一种非线性防滑控制方法进行研究,采用Magic公式和直流电机模型建立1/4车辆动力学模型,将电机电流考虑成内部扰动,负载考虑成外部扰动,利用扩张状态观测器对扰动进行观测;以最优滑移率为控制目标,使用二阶自抗扰控制器设计车辆单轮驱动防滑控制系统,并利用遗传算法确定控制器的参数,且对多种工况下的加速过程进行仿真研究。仿真结果表明:基于自抗扰控制的防滑控制系统对系统内部和外部扰动具有鲁棒性,可以在各种工况下获得良好的纵向加速性能。

关键词：独立驱动电动车辆自抗扰控制器遗传算法驱动防滑

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高速4WID-4WIS自主车路径跟踪控制

机器人 2011年第4期33卷 411-418,433页

作者：阮久宏李贻斌杨福广荣学文山东交通学院先进车辆与机器人研究所山东济南250023 山东大学机器人研究中心山东济南250061 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

高4WID-4WIS自主车采用独立悬挂结构,所有车轮均可独立驱动、制动和转向.对自主车路径跟踪问题进行几何和运动学上的描述,结合Burckhardt非线性轮胎模型建立自主车作路径跟踪运动时的2阶动力学模型.提出自主车进行路径跟踪的协调控制体... 详细信息

高4WID-4WIS自主车采用独立悬挂结构,所有车轮均可独立驱动、制动和转向.对自主车路径跟踪问题进行几何和运动学上的描述,结合Burckhardt非线性轮胎模型建立自主车作路径跟踪运动时的2阶动力学模型.提出自主车进行路径跟踪的协调控制体系结构,利用白抗扰控制方法设计路径跟踪系统纵向速度、侧向位移和横摆角运动3个动力学通道上的解耦控制器,使用非线性规划方法设计基于轮胎模型的控制分配求解器,并讨论了含系统参数误差的控制扰动问题.在大加速度条件下的双移线路径跟踪仿真结果表明,4WID-4WIS自主车能够快速、准确地跟踪路径,证明了本文路径跟踪控制方法的有效性.

关键词：四轮独立驱动-独立转向自主车路径跟踪自抗扰控制控制分配控制扰动

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液压马达紧链系统在刮板输送机上的应用

煤矿机械 2002年第11期23卷 74-75页

作者：杨福广张家口煤矿机械有限公司河北张家口075025

对刮板输送机紧链进行了理论分析 ,通过液压马达紧链和闸盘紧链 2种紧链方式的比较 ,阐明了液压马达在刮板输送机紧链中的应用原理和优点。

关键词：液压马达紧链系统刮板输送机闸盘

4WID-4WIS车辆横摆运动AFS+ARS+DYC模糊控制

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农业机械学报 2011年第10期42卷 6-12页

作者：杨福广阮久宏李贻斌荣学文邱绪云尹占芳山东交通学院先进车辆与机器人研究中心山东大学控制科学与工程学院中国人民解放军94270部队

对四轮独立驱动-独立转向(4WID-4WIS)车辆横摆稳定性控制进行研究。对侧偏角与横摆角速度之间的耦合性进行分析,提出了控制策略:当质心侧偏角比较小时以理想横摆角速度跟踪控制为主,当质心侧偏角比较大时以抑制质心侧偏角过大为主。基... 详细信息

对四轮独立驱动-独立转向(4WID-4WIS)车辆横摆稳定性控制进行研究。对侧偏角与横摆角速度之间的耦合性进行分析,提出了控制策略:当质心侧偏角比较小时以理想横摆角速度跟踪控制为主,当质心侧偏角比较大时以抑制质心侧偏角过大为主。基于模糊控制技术提出集成"主动前/后轮转向+直接横摆力矩控制("FRD)的新型车辆横摆稳定性控制系统。仿真结果表明,与直接横摆力矩控制(DYC)的车辆相比,FRD可明显降低车辆的制动力矩和车轮纵向滑移率,确保车辆在低附着路面上高速行驶时具有良好的横摆稳定性。

关键词：车辆四轮独立驱动-独立转向直接横摆力矩控制横摆稳定性集成控制

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基于扩张状态观测器的路面附着系数实时估计

农业机械学报 2010年第8期41卷 6-9,15页

作者：杨福广李贻斌阮久宏荣学文宋锐山东大学控制科学与工程学院济南250061 山东交通学院先进车辆研究所济南250023

对车辆动力学控制中的道路路面附着系数实时估计问题进行研究。首先使用魔术公式建立1/4车辆制动模型,即车轮制动动力学模型;然后将其中的附着系数相关项视为制动系统的扩张状态,建立其扩张状态观测器,通过轮速信号和制动力矩信号实时... 详细信息

对车辆动力学控制中的道路路面附着系数实时估计问题进行研究。首先使用魔术公式建立1/4车辆制动模型,即车轮制动动力学模型;然后将其中的附着系数相关项视为制动系统的扩张状态,建立其扩张状态观测器,通过轮速信号和制动力矩信号实时观测制动过程中地面与轮胎间的纵向力,进而计算出路面附着系数;最后在均匀路面和突变路面条件下进行仿真研究。结果表明,所提出的方法对车辆制动系统参数摄动和传感器噪声具有鲁棒性,可以准确地实现道路路面附着系数的实时估计,观测器与控制器设计具有一定独立性。

关键词：路面附着系数实时估计扩张状态观测器

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全方位轮式移动机器人控制器设计与实现

系统工程与电子技术 2003年第2期25卷 210-212,222页

作者：杨福广周风余侯宏光山东科技大学机器人研究中心山东济南250031 海军潜艇学院山东青岛266071

全面介绍了一种全方位移动机器人的控制系统体系结构及软件的控制策略 ,包括采用的超声和激光传感器系统、网络化无线通讯系统、基于上下位机的计算机控制系统等方面。重点介绍了基于LM6 2 8的系统的伺服控制方法 ,并给出了机器人运动... 详细信息

全面介绍了一种全方位移动机器人的控制系统体系结构及软件的控制策略 ,包括采用的超声和激光传感器系统、网络化无线通讯系统、基于上下位机的计算机控制系统等方面。重点介绍了基于LM6 2 8的系统的伺服控制方法 ,并给出了机器人运动实验的结果 ,证明了系统的可行性。该系统适合在非结构化动态环境中进行分布式多Agnet(智能体 )、多机器人的协作与协调、移动机器人路径规划与避碰等研究。

关键词：移动机器人控制器传感器

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基于ADRC的低速位置伺服系统及其仿真

山东大学学报（工学版） 2009年第6期39卷 48-52页

作者：杨福广李贻斌阮久宏荣学文宋锐山东大学控制科学与工程学院山东济南250061 山东交通学院先进车辆与机器人研究所山东济南250023

低速位置伺服系统中的非线性摩擦力、参数摄动以及外部扰动等因素都会降低系统的精度.本文对无刷直流电机低速位置伺服控制方法进行了研究.简要介绍了自抗扰控制器,利用Stribeck摩擦模型和二阶自抗扰控制器构建位置伺服系统并确定控制... 详细信息

低速位置伺服系统中的非线性摩擦力、参数摄动以及外部扰动等因素都会降低系统的精度.本文对无刷直流电机低速位置伺服控制方法进行了研究.简要介绍了自抗扰控制器,利用Stribeck摩擦模型和二阶自抗扰控制器构建位置伺服系统并确定控制器参数,最后与PD控制和滑模控制进行比较仿真实验.实验结果表明,基于自抗扰控制的低速位置伺服系统具有较好的动态和稳态性能,对系统内部参数摄动和外部扰动以及非线性摩擦都具有很强的鲁棒性.

关键词：自抗扰控制位置伺服 Stribeck摩擦模型