检索结果-南通市图书馆

颠簸路面下轮胎纵-垂向耦合状态观测及其滑移率控制研究

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机械工程学报 2021年第12期57卷 62-73页

作者：李全通王翔宇张邦基李亮裴宇轩平先尧湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

颠簸路面下汽车紧急制动时,由于轮胎的上下跳动,传统的防抱死制动系统为了保证车轮滑移率易频繁增压、减压,从而导致制动力不足,甚至诱发危险事故。轮胎纵-垂向耦合状态观测和基于此的修正滑移率控制方法是解决上述问题的基础。基于整... 详细信息

颠簸路面下汽车紧急制动时,由于轮胎的上下跳动,传统的防抱死制动系统为了保证车轮滑移率易频繁增压、减压,从而导致制动力不足,甚至诱发危险事故。轮胎纵-垂向耦合状态观测和基于此的修正滑移率控制方法是解决上述问题的基础。基于整车十二自由度纵-垂向耦合动力学模型和电控空气悬架系统输出信息,利用卡尔曼滤波器实时观测垂向轮胎位移和纵向参考车速;考虑颠簸路面下轮胎的上下跳动以及气压电子制动系统压力动态响应特性,提出一种基于滑模理论的修正滑移率控制策略。仿真与硬件在环试验结果表明,与传统滑移率控制方法相比,提出的方案可以准确估计垂向轮胎位移和纵向参考车速,有效提高颠簸路面下紧急制动时的制动强度,进而提升制动安全性。

关键词：颠簸路面轮胎纵-垂向耦合状态观测参考车速滑移率控制

基于状态观测的分布式电驱动半挂汽车列车横纵向协调控制

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基于状态观测的分布式电驱动半挂汽车列车横纵向协调控制

作者：罗金涛湖北汽车工业学院

学位级别：硕士

由于分布式电驱动车辆具有车轮驱动力矩独立可控的特点,极大的提高了车辆的操纵稳定性和可控性。为了提高半挂汽车列车的高速行驶安全性,并降低车辆开发成本,本文以分布式电驱动半挂汽车列车为研究对象,提出了一种基于状态观测的分布式... 详细信息

由于分布式电驱动车辆具有车轮驱动力矩独立可控的特点,极大的提高了车辆的操纵稳定性和可控性。为了提高半挂汽车列车的高速行驶安全性,并降低车辆开发成本,本文以分布式电驱动半挂汽车列车为研究对象,提出了一种基于状态观测的分布式电驱动半挂汽车列车横纵向协调控制策略。主要研究内容如下:(1)建立了分布式电驱动汽车列车模型。首先,在Trucksim中建立分布式电驱动半挂汽车列车整车模型,并与传统半挂汽车列车进行了对比验证;其次,分别建立了非线性十二自由度和线性三自由度半挂汽车列车动力学模型,并分别与建立的分布式电驱动半挂汽车列车模型进行横、纵向动力学仿真对比,最大误差率在10%以内,所建动力学模型满足工程实验要求。(2)基于线性模型建立了状态估计器。将简化的线性三自由度模型与卡尔曼滤波理论相结合,首先,建立以牵引车质心侧偏角、牵引车横摆角速度、挂车质心侧偏角和挂车横摆角速度为状态变量的预测方程。然后,再建立以牵引车和挂车侧向加速度和横摆角速度为观测变量的状态观测方程,从而实现车辆行驶状态的准确观测,为横向稳定性控制算法提供正确的数据支持。(3)建立分布式电驱动汽车列车横向控制器模型。首先,综合考虑车速对预瞄偏差、牵引车挂车铰接关系对行驶轨迹的双重影响,设计了一种基于车速自适应权重的三点预瞄横向驾驶员模型;其次,为了解决传统一阶滑模横摆力矩控制中因趋近率产生的“抖振”问题,设计了一种趋近率权重自适应的二阶超螺旋滑模横摆力矩控制策略,并验证了该二阶滑模控制算法相较于传统一阶滑模控制算法的优化能力。仿真结果表明,极限工况下各横向稳定性参数优化能力提升均在4%以上,其挂车的优化效果相较于牵引车更为明显。(4)建立了分布式电驱动汽车列车横纵向协调控制策略。首先,基于非线性轮胎动力学模型建立了拓展卡尔曼滤波的路面估计算法,将估计的路面附着系数用于求解轮胎极限力矩,并以各个车轮滑移率为状态量设计了模糊PID反馈纵向滑移率控制器;在此基础上,基于横向稳定性状态指标和纵向滑移率设计横纵向协调控制策略。仿真结果表明:所设计的横纵向协调控制策略能有效的抑制车轮发生滑转,使得轮胎所利用的纵向力最大,有效的防止车辆发生制动跑偏和折叠等危险工况。(5)进行了硬件在环实验验证。在理论研究的基础上,使用基于NI Veri Stand、Simulink和Trucksim联合进行硬件在环实验验证,实验结果表明:所设计的横纵向协调控制策略与软件在环仿真结果基本一致,证明了横纵向协调控制策略的可操作性和有效性。

关键词：分布式电驱动半挂汽车列车状态观测超螺旋滑模横纵向协调控制硬件在环

柔性基、柔性铰空间机器人基于状态观测的改进模糊免疫混合控制及抑振研究

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振动与冲击 2018年第19期37卷 174-182页

作者：陈志勇李振汉张婷婷福州大学机械工程及自动化学院福州350116

研究了在有界外部扰动、基座姿态控制输入比例不确定影响下,柔性基、柔性铰空间机器人系统的刚性轨迹跟踪控制及柔性振动抑制问题。结合系统动量守恒原理、拉格朗日法并应用柔性补偿与奇异摄动技术,建立了柔性基、柔性铰空间机器人的奇... 详细信息

研究了在有界外部扰动、基座姿态控制输入比例不确定影响下,柔性基、柔性铰空间机器人系统的刚性轨迹跟踪控制及柔性振动抑制问题。结合系统动量守恒原理、拉格朗日法并应用柔性补偿与奇异摄动技术,建立了柔性基、柔性铰空间机器人的奇异摄动动力学方程。为消除系统外部扰动、不确定控制输入比例对空间机器人轨迹跟踪精度的影响,在传统免疫控制算法基础上引入线性速度观测器及模糊控制器,提出一种基座姿态与机械臂各关节协调运动且不依赖于被控慢变子系统模型的改进模糊免疫混合控制律。为主动抑制基座、关节所产生的双重柔性振动,针对快变子系统提出一种基于线性状态观测器的最优控制律。综合上述两个控制律,得到了一种改进模糊免疫混合控制及抑振方案。所提控制方案无需在实时控制过程中对空间机器人的相关速度信号进行测量与反馈,并对系统不确定性保持有很强的鲁棒性。仿真实验结果证实了方案在系统刚、柔性运动控制上的有效性。

关键词：空间机器人状态观测模糊免疫混合控制振动抑制最优控制

轧机独立传动系统的PID与状态观测组合控制

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锻压技术 2021年第3期46卷 167-173页

作者：贾权郭计云徐青云山西大同大学机电工程学院山西大同037003 山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003

为了提高轧机多电机传动系统的同步性,提出了参数自学习PID与状态观测的组合控制方法,分析了轧机主传动系统的工作原理,建立了电机-轧辊的二质量旋转体模型。设计了参数自学习PID控制的同步控制器,基于BP神经网络进行参数自学习,实现了... 详细信息

为了提高轧机多电机传动系统的同步性,提出了参数自学习PID与状态观测的组合控制方法,分析了轧机主传动系统的工作原理,建立了电机-轧辊的二质量旋转体模型。设计了参数自学习PID控制的同步控制器,基于BP神经网络进行参数自学习,实现了实时的最佳PID控制。为了消除传动轴扭振引起的系统震荡,设计了状态观测器,对轧辊转矩进行预先估计和补偿;同时,将状态观测值进行反馈,实现极点配置,获得了期望的极点位置和控制性能。经验证,与单独使用参数自学习PID控制器相比,组合控制器在启动阶段的调节时间降低了81.8%;在受扰阶段的最大同步误差降低了87.4%,调节时间减少了29.3%。以上数据说明PID与状态观测的组合控制器能够实现较好的同步控制效果,且抗干扰能力较好。

关键词：轧机传动系统同步控制参数自学习PID控制状态观测极点配置

基于无迹卡尔曼滤波的轮毂电机驱动车辆状态观测

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吉林大学学报（工学版） 2016年第2期46卷 333-339页

作者：宋传学肖峰刘思含李少坤段亮彭思仑吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学机械科学与工程学院长春130022

针对车辆质心(CG)侧偏角和轮胎附着力等参数无法用传感器直接测量得到的情况,本文设计了一种基于无迹卡尔曼滤波的车辆状态观测器。该方法考虑了车辆运行工况变化时的非线性因素,引入了非线性动态轮胎模型来提高轮胎侧向力的估算精度。... 详细信息

针对车辆质心(CG)侧偏角和轮胎附着力等参数无法用传感器直接测量得到的情况,本文设计了一种基于无迹卡尔曼滤波的车辆状态观测器。该方法考虑了车辆运行工况变化时的非线性因素,引入了非线性动态轮胎模型来提高轮胎侧向力的估算精度。与动力学软件AMESim建立的参考模型进行了对比仿真,仿真结果表明:本文建立的观测器能够准确估算出轮毂电机驱动汽车的状态参数。

关键词：车辆工程轮毂电机驱动汽车状态观测无迹卡尔曼滤波

基于反馈线性化的非线性悬架系统振动状态观测

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振动与冲击 2015年第20期34卷 10-15页

作者：陈思忠卢凡吴志成杨林赵玉壮北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对悬架系统非线性特性提出反馈线性化卡尔曼滤波算法。基于微分几何理论,通过求解坐标变换,将车辆非线性振动模型变换成可观测标准型,实现系统精确反馈线性化;采用线性卡尔曼滤波算法,针对变换的线性系统设计观测器,通过坐标逆变换获... 详细信息

针对悬架系统非线性特性提出反馈线性化卡尔曼滤波算法。基于微分几何理论,通过求解坐标变换,将车辆非线性振动模型变换成可观测标准型,实现系统精确反馈线性化;采用线性卡尔曼滤波算法,针对变换的线性系统设计观测器,通过坐标逆变换获得原非线性系统的状态观测值。仿真结果表明,该算法能提高车辆振动状态观测精度、降低运算量。

关键词：状态观测反馈线性化非线性悬架振动

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基于反馈线性化的整车振动状态观测算法

北京理工大学学报 2015年第11期35卷 1140-1145,1151页

作者：赵玉壮卢凡陈思忠北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对整车振动状态观测器设计中的整车悬架系统高维非线性特性,提出了反馈线性化卡尔曼滤波算法.基于微分几何理论,通过求解坐标变换,将车辆非线性振动模型变换成一个可观测的标准型,实现系统的精确反馈线性化,进而采用线性卡尔曼滤波算... 详细信息

针对整车振动状态观测器设计中的整车悬架系统高维非线性特性,提出了反馈线性化卡尔曼滤波算法.基于微分几何理论,通过求解坐标变换,将车辆非线性振动模型变换成一个可观测的标准型,实现系统的精确反馈线性化,进而采用线性卡尔曼滤波算法,针对变换后的线性系统设计观测器,最后通过坐标逆变换获得原非线性系统的状态观测值.仿真结果表明,相比扩展卡尔曼滤波算法,该算法能够提高车辆振动状态观测精度和运算效率.

关键词：状态观测反馈线性化非线性悬架整车振动

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基于瞬时转变率模型的脑网络状态观测算法

计算机工程与科学 2019年第7期41卷 1325-1334页

作者：刘畅王彬薛洁熊新郭子洋昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 云南警官学院信息网络安全学院云南昆明650500

针对K-means等聚类方法在脑网络状态观测中稳定性和鲁棒性较差的缺点,提出了一种基于瞬时转变率模型的脑网络状态观测算法。通过对状态转换临界点进行分组统计和分析,计算每一个临界时间点的状态瞬时转变率,在此基础上构建脑网络状态观... 详细信息

针对K-means等聚类方法在脑网络状态观测中稳定性和鲁棒性较差的缺点,提出了一种基于瞬时转变率模型的脑网络状态观测算法。通过对状态转换临界点进行分组统计和分析,计算每一个临界时间点的状态瞬时转变率,在此基础上构建脑网络状态观测算法,并使用区间估计方法对状态转换的观测效果进行估计和验证。在脑网络数据库样本中的实验结果显示,与K-means等脑网络状态聚类观测算法相比,该算法在不同条件下的聚类稳定性更好,对样本差异的适应性更强,受参数选择的影响更小,能直观地观测到脑网络状态转换趋势。

关键词：状态观测动态功能连接高维聚类静息态fMRI

分布式驱动电动汽车的平方根容积卡尔曼滤波状态观测

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第5期46卷 992-996页

作者：金贤建殷国栋陈南陈建松张宁东南大学机械工程学院南京211189 俄亥俄州立大学机械与航空系美国哥伦布43210

针对车辆动力学系统状态估计的非线性问题,引入非线性动态Dugoff轮胎模型来构建包括纵向、侧向、横摆和侧倾等8自由度的非线性车辆动力学状态估计系统.在融合车载多传感器信息的基础上设计了车辆动力学的平方根容积卡尔曼非线性滤波状... 详细信息

针对车辆动力学系统状态估计的非线性问题,引入非线性动态Dugoff轮胎模型来构建包括纵向、侧向、横摆和侧倾等8自由度的非线性车辆动力学状态估计系统.在融合车载多传感器信息的基础上设计了车辆动力学的平方根容积卡尔曼非线性滤波状态观测器,对质心侧偏角、轮胎侧向力等关键状态进行观测.在Matlab/Simulink环境中搭建了Simulink-Carsim分布式驱动电动汽车系统状态估计联合仿真平台,采用双移线工况对观测器的可行性和有效性进行仿真验证.结果表明:传统的扩展式卡尔曼滤波状态观测器在车辆经历高侧向加速度过程中的观测值大幅偏离车辆运行状态的真实值,而设计的平方根容积卡尔曼非线性滤波状态观测器在整个双移线仿真工况下观测结果平稳,能实时反映车辆动力学系统的真实非线性运行状态,具有更小的观测误差和更高的观测精度.

关键词：电动汽车状态观测平方根容积卡尔曼滤波车辆动力学