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四轮移动机器人跟随控制

中南大学学报（自然科学版） 2011年第5期42卷 1348-1353页

作者：刘子龙丁玉静江艳霞上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

针对轮式移动机器人路径跟随问题,提出一种多移动机器人路径跟随控制方案。首先对其运动学模型经过适当增补,将基于输入输出反馈线性化的横向位置跟踪控制方案和基于古典校正的纵向跟随控制方案相结合,这2种方案互为前提,相互依托,进而... 详细信息

针对轮式移动机器人路径跟随问题,提出一种多移动机器人路径跟随控制方案。首先对其运动学模型经过适当增补,将基于输入输出反馈线性化的横向位置跟踪控制方案和基于古典校正的纵向跟随控制方案相结合,这2种方案互为前提,相互依托,进而制定出相应的多移动机器人路面跟随控制方案。研究结果表明:该方法简单实用,无论在横向位置跟踪和纵向位置跟随上都得到较好的控制效果,动态特性好,稳态精度高。

关键词：轮式移动机器人跟随控制反馈线性化古典校正

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供热网温度跟随控制的算法与实现

西安电子科技大学学报 2005年第4期32卷 622-626页

作者：宣荣喜黄兴西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室陕西西安710071

提出了一种供热网温度跟随控制算法.通过对室外环境温度变化方向的实时分析预测,结合动态阈值学习的结果,及时修正供热温度和压力的调控策略,从而达到供热温度跟随室外环境温度变化而自动升降的目的.同时给出了实现算法的计算机控制系... 详细信息

提出了一种供热网温度跟随控制算法.通过对室外环境温度变化方向的实时分析预测,结合动态阈值学习的结果,及时修正供热温度和压力的调控策略,从而达到供热温度跟随室外环境温度变化而自动升降的目的.同时给出了实现算法的计算机控制系统的结构设计.工程实践表明,该算法能有效地调控供热网的供热温度,提高供热质量,降低能耗.

关键词：跟随控制阈值学习供热网

线性菲涅尔系统空管预热模型分析及变占空比跟随控制应用研究

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中国科学：技术科学 2021年第3期51卷 315-323页

作者：张志勇马军王成龙夏养君兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070

通过分析影响线性菲涅尔集热效率的关键因素,建立线性菲涅尔系统光热效率模型,基于该模型提出了一种适用于线性菲涅尔系统空管预热的变占空比跟随控制方法.通过实时数据计算每个预热周期内系统的聚光占空比,实现线性菲涅尔系统恒速率预... 详细信息

通过分析影响线性菲涅尔集热效率的关键因素,建立线性菲涅尔系统光热效率模型,基于该模型提出了一种适用于线性菲涅尔系统空管预热的变占空比跟随控制方法.通过实时数据计算每个预热周期内系统的聚光占空比,实现线性菲涅尔系统恒速率预热控制.通过MATLAB模拟不同时刻及不同辐照(DNI)下预热过程系统聚焦占空比,并将该方法应用于敦煌熔盐菲涅尔示范电站空管预热.实验结果表明,该控制方法能够很好地实现线性菲涅尔系统集热管空管恒速率预热控制.与常规定占空比预热方式相比,在满足真空集热管温升速率要求的前提下,该方法能够有效缩短系统整体预热时间,实现最大效率太阳资源利用.

关键词：太阳能线性菲涅尔空管预热变占空比跟随控制

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汽车ACC跟随控制策略研究

汽车工程 2005年第5期27卷 514-517,521页

作者：吴利军刘昭度何玮北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

提出了ACC车辆与前车之间的速度-位移关系以及分别以车距控制和相对车速控制为目标的2种LQR模型,并根据两车的速度-位移关系的不同实现2种模型之间的转换,以生成符合驾驶员操作行为的ACC车辆控制目标,建立了实现控制目标的车速控制模型... 详细信息

提出了ACC车辆与前车之间的速度-位移关系以及分别以车距控制和相对车速控制为目标的2种LQR模型,并根据两车的速度-位移关系的不同实现2种模型之间的转换,以生成符合驾驶员操作行为的ACC车辆控制目标,建立了实现控制目标的车速控制模型。仿真计算表明控制策略满足乘坐舒适性和保持安全车距的要求。

关键词： ACC 跟随控制 LQR 神经网络策略研究汽车控制模型车速控制位移关系控制目标

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下肢外骨骼助力机器人的设计与跟随控制研究

现代制造工程 2020年第3期 47-53页

作者：周伟杰韩亚丽朱松青李沈炎周一鸣南京工程学院机械工程学院南京211167

下肢外骨骼是一种平行穿戴于人体下肢外侧的装置,为了应对人体康复训练等问题,对下肢外骨骼进行基本结构设计。将人体下肢步态周期分为单腿支撑和双腿支撑两种行走模式,分别进行了下肢外骨骼的动力学理论计算,计算出关节力矩。设计了外... 详细信息

下肢外骨骼是一种平行穿戴于人体下肢外侧的装置,为了应对人体康复训练等问题,对下肢外骨骼进行基本结构设计。将人体下肢步态周期分为单腿支撑和双腿支撑两种行走模式,分别进行了下肢外骨骼的动力学理论计算,计算出关节力矩。设计了外骨骼PD闭环控制系统,并基于外骨骼动力学模型对控制系统进行仿真试验,验证了算法和动力学模型满足实验需求。同时也通过下肢外骨骼样机实验验证了下肢外骨骼具有较好的跟随效果,证明了设计机构的合理性,达到助力和机构设计的初始目的,为后期研究下肢外骨骼的运动控制提供了数据支持与理论基础。

关键词：下肢外骨骼结构设计动力学计算仿真分析跟随控制

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多智能小车的网络化跟随控制设计与平台实现

多智能小车的网络化跟随控制设计与平台实现

作者：刘洋洋山西大学

学位级别：硕士

由于汽车保有量的不断攀升,道路交通堵塞的情况越发严重,车辆跟随控制能有效改善道路的通行能力并提升车辆运行的安全性。近年来,随着网络通讯技术的飞跃发展,车载自组织网络技术渐渐成为车辆间信息交互的有效途径。同时,车辆间车载网... 详细信息

由于汽车保有量的不断攀升,道路交通堵塞的情况越发严重,车辆跟随控制能有效改善道路的通行能力并提升车辆运行的安全性。近年来,随着网络通讯技术的飞跃发展,车载自组织网络技术渐渐成为车辆间信息交互的有效途径。同时,车辆间车载网络的使用引入复杂的网络动态约束,如时延和丢包等,这些网络诱导约束会影响甚至破坏系统性能。目前,车辆间网络的主要功能是车辆速度、位置、路况等信息的载体,旨在通过网络化运营监测和实时调度,减少交通堵塞和交通事故的发生。然而,有关基于车载自组织网络的车辆跟随控制研究较少。一方面,很难构建和模拟车辆间的无线通信环境,特别是车辆控制系统和通讯协议的软硬件设计。另一方面,考虑复杂网络诱导约束下控制算法的设计及其实验平台实现也具有一定的挑战。针对上述难题,本文研究内容包括:(1)研发一套智能小车硬件系统,该系统集红外漫射传感器模块、加速度传感器模块、光电传感器模块和超声波传感器模块等多传感器于一体,实现车辆相关信息的采集功能。同时,选择安全性高、成本低的ZigBee作为智能小车间通讯协议。详细分析ZigBee网络的建立过程和Z-Stack协议栈的移植机制,建立基于Z-Stack协议栈的网络平台。(2)分析以直流电机驱动智能小车的运动机理,建立单个智能小车的连续时间状态空间模型。考虑网络通讯过程中时延和丢包等约束,提出基于零阶保持器的工作机制,将其转化为分布式时延问题,构建离散化的多智能小车网络化跟随控制系统模型。采用Layapunov理论获得保证系统渐近稳定性的条件,进一步利用LMI方法获得控制器的参数。有效解决智能小车在复杂网络诱导约束下跟随问题。仿真结果验证算法的可行性。(3)将设计的多智能小车网络化跟随控制算法在IAR开发环境中程序化,并嵌入跟随智能小车中。在PC端连接一个具有协调器功能的ZigBee设备,用来启动网络和获得所有小车的状态信息。通过串口调试工具,在PC端可以观察所有小车的运行状态。实验表明,领队小车在匀速和变速运动过程中,跟随小车在保持车间距和速度跟踪都达到了很好的效果,从而验证了算法的有效性和实用性。最后,总结本文的研究工作,并基于当前的工作展望了未来的研究方向。

关键词： ZigBee 跟随控制智能小车网络时延网络丢包

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基于跟随控制的沙漠六足仿生机器人设计

基于跟随控制的沙漠六足仿生机器人设计

作者：龚正洋宁夏大学

学位级别：硕士

机器人技术作为一门前沿交叉学科,目前已在世界范围内掀起了研究热潮,其中足式机器人因其灵活多变的运动形式成为重要研究对象。仿生学习是足式机器人研究中的重要环节,通过模仿生物的运动方式能够帮助其更好的适应各种复杂地形。因此,... 详细信息

机器人技术作为一门前沿交叉学科,目前已在世界范围内掀起了研究热潮,其中足式机器人因其灵活多变的运动形式成为重要研究对象。仿生学习是足式机器人研究中的重要环节,通过模仿生物的运动方式能够帮助其更好的适应各种复杂地形。因此,足式机器人在沙漠、戈壁、草原等非结构化环境中的通过性能远高于轮式与履带式。鉴于上述原由,本文模仿六足昆虫运动的基本原理,设计出一款能在沙漠中有效运行的六足仿生机器人。本文着手从机身布置、腿轮结构、传动装置、控制系统硬件与软件等方面对机器人整体进行相关设计与实现;机身设计为中间宽两头窄的形状,腿部采用新型的月牙轮结构;以STM32为控制芯片,结合伺服电机、位置传感器以及红外遥控装置等对控制系统硬件进行模块化设计,通过CAN总线实现电机驱动器与控制器模块之间的信号传输;根据沙漠复杂多变的地形情况提出了跟随控制策略,实现了类似六足昆虫的三角架直行、转弯步态,并通过改变对侧支撑角大小关系提出了一种能控制转弯半径的行进转弯步态,针对机器人在沙漠中行走时的沉陷问题设计了一种变支撑角控制策略。通过仿真分析了机器人步态的可行性及越障性能,完成了跟随控制程序及红外遥控程序的设计,制作了机器人的样机实物,并在沙漠环境中进行了步态验证,实现了机器人的运动控制。

关键词：沙漠六足机器人支撑角跟随角跟随控制转弯步态

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液压上肢外骨骼集成化设计与跟随控制研究

液压上肢外骨骼集成化设计与跟随控制研究

作者：吴国恒国防科学技术大学

学位级别：硕士

助力型外骨骼是一种可穿戴机械装备,主要用于增强人体机能。获得更强大的力量、更快速的响应以及更舒适的穿戴效果,是助力型外骨骼研究不断追求的目标。本文从外骨骼机械及液压系统、外骨骼的控制系统两个方面对助力型上肢外骨骼进行研... 详细信息

助力型外骨骼是一种可穿戴机械装备,主要用于增强人体机能。获得更强大的力量、更快速的响应以及更舒适的穿戴效果,是助力型外骨骼研究不断追求的目标。本文从外骨骼机械及液压系统、外骨骼的控制系统两个方面对助力型上肢外骨骼进行研究,对上肢外骨骼的机械结构及其液压驱动系统进行了轻量化和集成化设计;并基于力反馈控制原理,对上肢外骨骼的跟随控制进行了研究。本文主要做了以下几方面的工作:1.结合当前外骨骼领域的关键技术以及发展方向,分析了上肢外骨骼的设计要求及特点,系统介绍了上肢外骨骼的组成,并且指出了第一代外骨骼存在偏重、驱动力偏小、控制不灵敏等不足。2.通过分析液压上肢外骨骼的设计要求和依据,主要针对上肢外骨骼的机械系统、液压系统、传感系统进行了轻量化设计,完成了新一代上肢外骨骼设计。结果表明,新一代上肢外骨骼总质量、大部分结构的转动惯量和无负载下的功率需求都有了较大减小。3.开展了助力型上肢外骨骼基于力反馈的跟随控制研究。分析了人机相互作用力在外骨骼控制中的机理,利用相互作用力与控制目标之间的关系,建立了引入速度补偿的新型力反馈控制模型。4.搭建上肢外骨骼的控制平台,进行了跟随控制实验,并对引入速度补偿的新型力反馈控制开展了对比实验。成功实现了上肢外骨骼对穿戴者动作的跟随以及重物的提取。实验表明,引入速度补偿的新型力反馈控制能够有效减小穿戴者与外骨骼之间的相互作用力以及运动过程中的“振荡”。

关键词：上肢外骨骼液压驱动集成化设计跟随控制

基于单片机的健步机力度自适应跟随控制方法研究

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机械设计与制造工程 2019年第10期48卷 45-50页

作者：杨妮西安财经大学行知学院

健步机力度跟随过程受随机扰动作用的影响易导致控制失稳,为提高健步机力度自适应跟随控制能力,提出基于单片机主动调节的健步机力度自适应跟随控制方法。构建了健步机力度自适应跟随控制对象模型,分析在突变工况下健步机力度的输出响... 详细信息

健步机力度跟随过程受随机扰动作用的影响易导致控制失稳,为提高健步机力度自适应跟随控制能力,提出基于单片机主动调节的健步机力度自适应跟随控制方法。构建了健步机力度自适应跟随控制对象模型,分析在突变工况下健步机力度的输出响应特征量,采用拉格朗日法建立健步机机构动力学模型;提出了基于被控对象模型的健步机力度阻尼控制方法,根据健步机的时变啮合刚度优化健步机力度自适应跟随控制过程;基于51单片机完成了健步机力度自适应跟随控制系统的硬件设计。结合MATLAB Simulink仿真工具仿真分析健步机力度控制系统,结果表明,采用该模型进行健步机力度自适应跟随控制的稳定性较好,健步机力度自适应跟随控制的误差较小,提高了健步机力度的控制收敛性。

关键词：单片机健步机力度自适应跟随控制