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考虑CDC系统时滞的半主动悬架控制器设计研究

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汽车工程 2024年第5期46卷 913-922页

作者：李靖玮罗建南黄震上海大学机电工程与自动化学院上海200444 西格迈股份有限公司三门317100

针对某高级轿车研制的CDC减振器原理样机,通过实验测试及其数据分析,建立了考虑CDC系统时滞影响的非线性系统模型。分别对单、双电磁阀两种模式CDC减振器进行了研究。充分考虑复杂多变的车辆实际运行工况及系统非线性因素(包括路面激励... 详细信息

针对某高级轿车研制的CDC减振器原理样机,通过实验测试及其数据分析,建立了考虑CDC系统时滞影响的非线性系统模型。分别对单、双电磁阀两种模式CDC减振器进行了研究。充分考虑复杂多变的车辆实际运行工况及系统非线性因素(包括路面激励较大时可能导致的悬架缓冲块撞击,以及轮胎跳离地面等情况),基于建立的非线性车辆系统模型及不同激励水平输入下的非线性系统仿真,研究了减振器系统时滞对车辆性能的影响。结合NSGA-Ⅱ算法优化结果,设计了一个改进的天棚控制算法,分别对单、双阀减振器进行了车辆性能分析与对比。研究结果表明,采用最优天棚控制的双阀CDC减振器相比于单阀CDC减振器有更好的控制效果,且对CDC系统时滞适应能力更强。研究结果可为自主研发的减振器设计和改进提供指导,并为CDC半主动悬架控制算法设计提供重要依据。

关键词： CDC减振器系统时滞控制阀方案对比控制算法非线性系统建模与仿真

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软体机器人建模与控制技术研究进展

机器人 2024年第2期46卷 234-256页

作者：梅栋赵鑫唐刚强赵春李博骆敏舟王延杰河海大学机电工程学院江苏常州213022 河海大学江苏省特种机器人技术重点实验室江苏常州213022 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室陕西西安710049

由于软体机器人具有超高冗余、大变形以及非线性等特点,如何精准控制软体机器人实现预期目标的抓取和操作,一直以来都是研究人员广泛关注的问题。本文根据是否建立机器人数学模型、是否采用传感器反馈以及采用何种控制算法将现有软体机... 详细信息

由于软体机器人具有超高冗余、大变形以及非线性等特点,如何精准控制软体机器人实现预期目标的抓取和操作,一直以来都是研究人员广泛关注的问题。本文根据是否建立机器人数学模型、是否采用传感器反馈以及采用何种控制算法将现有软体机器人控制技术划分为基于模型的控制与无模型控制、开环控制与闭环控制、经典控制与智能控制3个类别,分别阐述软体机器人在建模、反馈以及控制算法方面的研究现状并进行归纳总结。最后,讨论了软体机器人控制技术面临的问题和挑战,并对未来软体机器人控制技术的发展进行了展望。

关键词：软体机器人控制技术数学模型传感器反馈控制算法

基于横摆运动补偿的煤矿重载铰接车辆主动电液转向控制研究

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2937-2948页

作者：任志勇石琴赵远张磊黄振华中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006 合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 安徽省智慧交通车路协同工程研究中心安徽合肥230009

煤矿重载铰接车辆采用折腰转向,横向刚度弱且所受扰动因素复杂,操控难度加大,极易引起安全事故。为改善煤矿重型铰接车辆在湿滑低附着路面环境中的安全驾驶操控性能、进一步提升煤矿辅助运输智能化水平,设计了一种具有横摆运动反馈补偿... 详细信息

煤矿重载铰接车辆采用折腰转向,横向刚度弱且所受扰动因素复杂,操控难度加大,极易引起安全事故。为改善煤矿重型铰接车辆在湿滑低附着路面环境中的安全驾驶操控性能、进一步提升煤矿辅助运输智能化水平,设计了一种具有横摆运动反馈补偿功能的泵控电液动力转向系统。建立了包含前车体纵向、侧向、横摆及后车体横摆运动在内的铰接车辆4自由度车体动力学模型以及泵控电液转向系统数学模型,在解耦动力学模型横摆角速度与横向加速度的基础上,设计了“转向操纵跟随−横摆稳定补偿”双通道铰接转向控制策略,其中,转向操纵跟随通道可实现前后车体铰接角对驾驶员的转向操控输入的实时跟踪,而横摆稳定补偿通道则通过主动调节车体铰接角以确保实际横摆角速度逼近理想横摆角速度。通过设置预滤波器和衰减积分器,设计了主动转向控制系统,该系统通过调整转向角度来提供纠正作用,以确保车辆能够遵循驾驶员意图保持路径跟随。基于dSPACE/DS1007半实物仿真平台,对铰接矿车低附着转向工况进行了仿真测试;模拟J型转弯工况,选择低摩擦因数路面条件中低速运行,验证了主动控制器对于铰接车辆跟踪期望路径的有效性。同时,基于冰雪覆盖路面等效低附着系数路面的实验条件,利用煤矿井下25 t级重型铰接式支架搬运车进行了实车转弯实验;结果表明:建立的铰接车辆车体动力学模型和泵控电液转向系统模型,通过横摆角速度与横向加速度进行解耦,能够比较真实的反应该类车辆的折腰运动状态;基于铰接车辆横摆稳定性控制分析,制定的“转向操纵跟随−横摆稳定补偿”双通道铰接转向控制策略,以及设计的主动控制系统,能够有效提高铰接车辆在低附着路面工况下的横摆稳定性,且该系统对于驾驶员的驾驶感觉没有改变,主动控制干预后能够及时、安全、平稳地将车辆的驾驶权交还给驾驶员。

关键词：全液压转向系统矿山重型铰接式车辆动力学模型路径跟随控制算法

基于FPGA高速浮点控制算法的设计架构与应用

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传感器与微系统 2023年第4期42卷 164-168页

作者：徐淑静许世浩杜升平郭弘扬刘顺发中国科学院光束控制重点实验室四川成都610209 中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

为满足控制系统对高速处理、高精度运算的需求,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速浮点控制算法的设计架构。利用System Generator工具设计浮点控制算法并生成其IP核;VHDL编写模/数(A/D)、数/模(D/A)转换芯片的驱动逻辑;而后顶... 详细信息

为满足控制系统对高速处理、高精度运算的需求,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速浮点控制算法的设计架构。利用System Generator工具设计浮点控制算法并生成其IP核;VHDL编写模/数(A/D)、数/模(D/A)转换芯片的驱动逻辑;而后顶层中按照时序逻辑关系连接各模块;最终在FPGA中实现硬件控制。将算法设计架构应用在快速反射镜的闭环控制中,实验结果表明:单精度浮点格式的PID算法执行时间为2~3个采样周期,整个控制算法最快执行仅需10个时钟周期,闭环控制周期为6.55μs。实验验证了提出的算法设计架构具有可行性;该架构设计的控制器具有高速的处理性能和高精度的控制效果。

关键词：现场可编程门阵列 System Generator工具浮点运算控制算法闭环控制

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基于模糊自适应的小型空轨车辆控制算法研究

铁道机车车辆 2022年第5期42卷 146-152页

作者：古伟杰黄海凤张新宇王伯铭西南交通大学机械工程学院成都610031 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

文中针对小型空轨车辆的牵引传动控制系统方案和牵引电机控制算法进行分析,首先搭建了小型空轨车辆的控制系统,并采用模糊自适应方法对轮毂电机进行转速控制。采用Matlab/Simulink软件对轮毂电机的转速控制进行仿真,对比分析了在加减速... 详细信息

文中针对小型空轨车辆的牵引传动控制系统方案和牵引电机控制算法进行分析,首先搭建了小型空轨车辆的控制系统,并采用模糊自适应方法对轮毂电机进行转速控制。采用Matlab/Simulink软件对轮毂电机的转速控制进行仿真,对比分析了在加减速和负载转矩突变的情况下用作小型空轨车辆驱动轮的轮毂电机控制算法的性能。仿真结果表明,基于矢量控制策略,速度环采用模糊自适应PI算法与传统PI算法进行比较,小型空轨车辆转速控制的超调量减小3%,转速的稳定时间缩短。基于模糊自适应的轮毂电机控制算法满足小型空轨车辆的控制要求。

关键词：小型空轨车辆自动控制控制算法模糊自适应算法

基于偏移角与欧式距离的声波驱动微粒控制算法

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陕西科技大学学报 2023年第2期41卷 170-175,183页

作者：杨豪杜晓刚张衡王福海陕西科技大学电子信息与人工智能学院、陕西省人工智能联合实验室陕西西安710021 陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

控制算法作为声波驱动微粒技术中的重要环节,极大影响着驱动任务的完成精度与速度.然而,目前的声波驱动微粒控制算法由于难以选择最佳的驱动声波,导致其控制精度较低且速度较慢.为了解决该问题,本文将声波驱动过程中微粒运动的偏移角与... 详细信息

控制算法作为声波驱动微粒技术中的重要环节,极大影响着驱动任务的完成精度与速度.然而,目前的声波驱动微粒控制算法由于难以选择最佳的驱动声波,导致其控制精度较低且速度较慢.为了解决该问题,本文将声波驱动过程中微粒运动的偏移角与欧式距离相结合,设计了一种控制速度快、精度高的声波驱动微粒控制算法.该算法通过偏移角和微粒当前位置与目标位置的欧氏距离来计算驱动度并评估声波驱动效果的优劣,然后选择驱动效果最优的声波来驱动微粒.实验结果表明,本文算法在多种不同驱动任务上均能得到良好的控制速度与精度,尤其在较复杂的多微粒驱动任务上性能提升更为明显.

关键词：声波驱动控制算法偏移角欧式距离

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自控玉米收获机控制算法协同分析

农机化研究 2022年第4期44卷 231-234,250页

作者：陈玉祥李东辰马同民山东劳动职业技术学院济南250022 济南市技师学院济南250100

以玉米收获机控制算法为研究对象,对玉米收获机作业过程进行分析,建立收获机行进速度和脱粒滚筒转速之间的控制模型,研究喂入量与玉米收获损失率之间的关系。基于协同分析的方式,利用MatLab模糊控制推理模型搭建玉米收获机行进速度、拨... 详细信息

以玉米收获机控制算法为研究对象,对玉米收获机作业过程进行分析,建立收获机行进速度和脱粒滚筒转速之间的控制模型,研究喂入量与玉米收获损失率之间的关系。基于协同分析的方式,利用MatLab模糊控制推理模型搭建玉米收获机行进速度、拨禾切断装置转速、输送装置转速以及脱粒滚筒装置转速之间的相互影响关系。实验数据表明:各装置转速随着喂入量的变化而变化,拨禾切断装置和输送装置的转速变化时机与喂入量变化时机基本相同,脱粒滚筒转速变化存在相对延迟。

关键词：玉米收获机控制算法协同分析模糊控制推理模型

基于电磁激振的风电叶片双向疲劳加载控制算法研究

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机床与液压 2022年第18期50卷 118-122页

作者：范治达张磊安黄雪梅叶凯山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

针对双向疲劳加载导致的扰动大且叶片惯性大导致控制难度大、精度达不到要求等问题,提出一种基于电磁力驱动的风电叶片双轴疲劳加载新方法。在对该疲劳加载方法研究的基础上,将具有可调增益的模型参考自适应控制算法应用于风电叶片电磁... 详细信息

针对双向疲劳加载导致的扰动大且叶片惯性大导致控制难度大、精度达不到要求等问题,提出一种基于电磁力驱动的风电叶片双轴疲劳加载新方法。在对该疲劳加载方法研究的基础上,将具有可调增益的模型参考自适应控制算法应用于风电叶片电磁双轴疲劳加载系统。该算法可根据电磁疲劳加载系统的内部频率变化不断地跟踪参考模型的输出。结合先前研究成果,建立风电叶片电磁力驱动的双轴疲劳加载模型试验平台,在现场试验对自适应算法的控制效果进行验证。结果表明:在挥舞方向,可调增益的模型参考自适应控制算法平均跟踪误差在10%以内,摆振方向为7%以内;相较于传统PID算法,该算法具有更好的跟踪能力、鲁棒性、抗扰动能力,控制性能得到了很大的提升。

关键词：双向疲劳加载疲劳测试控制算法

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基于物联网的多无人机协作能耗控制算法仿真

计算机仿真 2023年第2期40卷 454-458页

作者：匡银虎张虹波宁夏大学物理与电子电气工程学院宁夏银川750021

目前提出的多无人机协作能耗控制算法消耗能耗过高,导致控制时间过长。为了解决上述问题,引入物联网技术设计了一种新的多无人机协作能耗控制算法。分析瞬时能耗、拥塞能耗以及路径能耗,比较不同路径下无人机协作能耗的数值,选择一条能... 详细信息

目前提出的多无人机协作能耗控制算法消耗能耗过高,导致控制时间过长。为了解决上述问题,引入物联网技术设计了一种新的多无人机协作能耗控制算法。分析瞬时能耗、拥塞能耗以及路径能耗,比较不同路径下无人机协作能耗的数值,选择一条能耗最低的路径,控制无人机的能量损耗。通过物联网技术结合多无人机协作操作过程中的机器发射端和接收端的介质变化值、无人机脉冲值,以椭圆坐标系为基础,以上指标为数据,构建一个多无人机协作能耗预测模型,计算出预测多无人机协作能量消耗值后,通过物联网技术查询相对应无人机消耗的标准指标,实现信息控制。仿真结果表明,基于物联网的多无人机协作能耗控制算法能够有效降低消耗能耗,缩短控制时长,有效解决传统多无人机协作能耗控制算法存在的问题。

关键词：物联网技术多无人机协作能耗分析控制算法