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驾驶机器人转向操纵的动态模型预测控制方法

上海交通大学学报 2022年第5期56卷 594-603页

作者：姜俊豪陈刚南京理工大学机械工程学院南京210094

为实现驾驶机器人对试验车辆进行精确的转向操纵,提出了一种驾驶机器人转向操纵的动态模型预测控制方法.建立了驾驶机器人与被操纵车辆的耦合动力学模型,并对耦合模型的可控性进行判别.利用卡尔曼滤波器对耦合模型进行状态估计,并结合... 详细信息

为实现驾驶机器人对试验车辆进行精确的转向操纵,提出了一种驾驶机器人转向操纵的动态模型预测控制方法.建立了驾驶机器人与被操纵车辆的耦合动力学模型,并对耦合模型的可控性进行判别.利用卡尔曼滤波器对耦合模型进行状态估计,并结合估计状态设计了模型预测控制器.将最小二乘法用于路径曲率与预测时域的非线性关系的拟合,设计了具有可变预测时域的动态模型预测控制器.进行了不同驾驶工况下的驾驶机器人转向操纵仿真与试验,研究结果表明了所提方法的有效性.

关键词：驾驶机器人转向操纵卡尔曼滤波器预测时域动态模型预测控制

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驾驶员转向操纵时上肢肌肉力学特性仿真

汽车工程 2016年第1期38卷 47-52页

作者：高振海范达王德平程悦王彦会吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 中国一汽新能源汽车分公司长春130122 中国第一汽车集团公司技术中心长春130011

从人体生物力学和运动控制角度出发,分析驾驶员进行汽车转向操控时上肢骨肌的动作规律,并基于人体生物力学软件实现了驾驶员转向操纵动作的逆向动力学仿真,得到了典型转向工况下驾驶员上肢各部分肌肉的激活程度,并采用相关性分析方法确... 详细信息

从人体生物力学和运动控制角度出发,分析驾驶员进行汽车转向操控时上肢骨肌的动作规律,并基于人体生物力学软件实现了驾驶员转向操纵动作的逆向动力学仿真,得到了典型转向工况下驾驶员上肢各部分肌肉的激活程度,并采用相关性分析方法确定了三角肌肩胛部等产生转向力矩的上肢主要工作肌群。研究结论为在汽车转向性能设计中考虑驾驶员骨肌力学特性,并精准确定主要工作肌群提供了依据。

关键词：驾驶员转向操纵上肢肌肉逆向动力学骨肌力学特性

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汽车转向操纵动态特性评价

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第4期42卷 16-21页

作者：汪伟赵又群许健雄刘文婷南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

建立了驾驶员-汽车三自由度闭环模型,并用实车试验验证了模型的正确性.通过分析指定工况下方向盘动态变化情况来建立评价体系,提出了以方向盘最大转角幅值的动态变化平缓程度、方向盘最大转角速度的动态变化平缓程度以及方向盘操纵频率... 详细信息

建立了驾驶员-汽车三自由度闭环模型,并用实车试验验证了模型的正确性.通过分析指定工况下方向盘动态变化情况来建立评价体系,提出了以方向盘最大转角幅值的动态变化平缓程度、方向盘最大转角速度的动态变化平缓程度以及方向盘操纵频率的动态变化平缓程度作为汽车转向操纵动态特性评价指标.针对所提的评价指标,对比研究了两种车型的转向操纵动态特性,结果显示操纵车型2较车型1,驾驶员不易感到疲劳且安全性更高.

关键词：车辆工程驾驶员-汽车闭环模型实车试验转向操纵动态特性评价

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驾驶人转向操纵动态特性的影响因素

长安大学学报（自然科学版） 2015年第4期35卷 112-118页

作者：白艳任肖许渝峰吴付威长安大学汽车学院陕西西安710064

针对驾驶人模型建模中驾驶人的感知、决策和操纵3个关键行为,通过对转向盘转角进行傅里叶变换,在频域上分析行驶轨迹和车速对驾驶人转向操纵动态特性的影响。采用Matlab建立了人车闭环仿真模型,分别在低速60km/h和高速100km/h下进行了... 详细信息

针对驾驶人模型建模中驾驶人的感知、决策和操纵3个关键行为,通过对转向盘转角进行傅里叶变换,在频域上分析行驶轨迹和车速对驾驶人转向操纵动态特性的影响。采用Matlab建立了人车闭环仿真模型,分别在低速60km/h和高速100km/h下进行了蛇形试验和双移线试验仿真,并且在湖州的普通公路和高速公路上进行了实车试验,对比了直线行驶与弯道行驶下的驾驶人转向操纵动态特性。研究结果表明:随着速度增加转向盘转动频率增加,频率成分越高,转向修正幅度越大;在相同速度、不同弯道转角时,转向频率分布基本相同,但是随着弯道转角的增加,转向盘转角幅值明显增大;直线行驶工况下,转向盘转角幅值明显降低。综合分析,道路线型和行驶车速对转向盘转角动态特性影响较大。

关键词：交通工程人车闭环模型转向操纵动态特性傅里叶变换

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避障工况下的汽车转向操纵动态特性分析

哈尔滨工程大学学报 2013年第8期34卷 957-966页

作者：赵又群汪伟许健雄刘文婷南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

针对汽车避障工况下的操纵难易程度问题,进行了在该工况下汽车转向操纵的动态特性分析.建立驾驶员—汽车三自由度闭环模型,通过综合评价指标来选取驾驶员最优预瞄时间,并利用实车试验验证该模型.通过仿真得到该车型以固定车速跟踪指定... 详细信息

针对汽车避障工况下的操纵难易程度问题,进行了在该工况下汽车转向操纵的动态特性分析.建立驾驶员—汽车三自由度闭环模型,通过综合评价指标来选取驾驶员最优预瞄时间,并利用实车试验验证该模型.通过仿真得到该车型以固定车速跟踪指定道路时方向盘的转角大小,分析整个避障过程中方向盘转角在频域内的变化情况.通过改变避障过程距离和行驶车速来改变仿真的输入路径及车速,从而得到某车型在不同避障工况下所需的方向盘角输入操纵信息.结果表明:随工况逐渐变得紧急,所选取的方向盘操纵信息的数值都逐渐增大,然而它们的变化趋势不尽相同,从而分析了汽车避障工况下的转向操纵动态特性.

关键词：避障工况转向操纵动态特性方向盘转角

重载CAPE型船舶驶进新港弯道转向操纵分析

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天津航海 2021年第1期 11-13页

作者：娄友明天津港引航中心天津300456

文章分析了天津新港航道弯道处的特点,依据CAPE型船舶的操纵特性,应用新航向距离的新型算法推导出不同速度下的转向角速度,结合新港航道实际通航环境来分析总结弯道转向时的操纵要领。

关键词： CAPE型船舶新港转向操纵新航向距离

现代汽车转向操纵稳定系统综合机能剖析及主动控制原理（十六）

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汽车维修技师 2012年第5期 41-43页

作者：凌风

3．燃油控制＋点火控制采用点火延时和燃油喷射抑制的ASR系统是可以实现汽车驱动力控制的。在这个系统中，燃油喷射系统应为顺序喷射，采用双循环燃油中断法．在两个循环之间的时段不断调整点火延时，就可以达到控制驱动力目的。

关键词：现代汽车稳定系统控制原理转向操纵燃油喷射系统驱动力控制机能燃油控制

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好望角型船舶福姜沙南水道转向操纵探析

好望角型船舶福姜沙南水道转向操纵探析

作者：陈鹏沈利强张家港引航站

长江南京以下12.5m深水航道二期工程实现初通,好望角型船舶进江越来越多,呈现常态化趋势。福姜沙南水道以其"航道弯曲曲率大、航道有效宽度小"而闻名,是长江下游著名的"老虎口"之一。安全引领好望角型船舶在狭窄弯曲水域转向操纵成为长... 详细信息

长江南京以下12.5m深水航道二期工程实现初通,好望角型船舶进江越来越多,呈现常态化趋势。福姜沙南水道以其"航道弯曲曲率大、航道有效宽度小"而闻名,是长江下游著名的"老虎口"之一。安全引领好望角型船舶在狭窄弯曲水域转向操纵成为长江引航的重要课题,运用一种新航向距离公式的新算法D=QVΨ/r推导出船舶转向中的航速与转首角速度关系,其特点是舍去了抽象、难以得到的K和T指数,取而代之以变化范围小、获取方法简单的系数Q,进而计算好望角型船舶航经福姜沙南水道弯曲航段时对航速的量化控制,为引航实践提供参考。

关键词：好望角型船舶福姜沙南水道新航向距离转首角速度航速转向操纵

来源： cnki会议评论

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汽车转向操纵的动态特性分析与评价研究

汽车转向操纵的动态特性分析与评价研究

作者：许健雄南京航空航天大学

学位级别：硕士

汽车转向操纵性能是汽车操纵稳定性的一项重要性能，它关系到汽车在行驶过程中能否快速有效地进行换道，从而躲避障碍物以及驾驶员的操纵难易程度等。本文针对汽车转向操纵的动态特性进行研究，从试验数据分析处理、变化规律总结和评... 详细信息

汽车转向操纵性能是汽车操纵稳定性的一项重要性能，它关系到汽车在行驶过程中能否快速有效地进行换道，从而躲避障碍物以及驾驶员的操纵难易程度等。本文针对汽车转向操纵的动态特性进行研究，从试验数据分析处理、变化规律总结和评价指标探索方面研究汽车的转向操纵动态特性。 (1)探索性地采用小波去噪法对汽车转向操纵实车试验数据进行处理。针对汽车转向操纵试验数据的特点选择了合适的小波基函数类型、阈值形式和去噪函数。采用重构因子作为小波基函数信号去噪能力的评判标准，精确选择了小波基函数。以汽车操纵稳定性中的蛇行试验的方向盘转角数据为例计算选取适用于汽车转向操纵试验数据的小波基函数，并通过对实车试验数据的处理验证了所选取小波基函数的实际去噪效果。 (2)建立了三自由度角输入驾驶员—汽车转向操纵闭环系统模型，并在驾驶员预瞄时间的选取环节，采用综合考虑了路径误差、方向盘角速度以及侧向加速度的评价指标来选取每一种行驶工况下的驾驶员最优预瞄时间。利用某车型进行蛇形实车试验所采集的方向盘转角试验数据对该闭环系统模型进行了验证，在验证前利用小波去噪法对试验数据进行了去噪处理。验证结果表明通过闭环系统模型仿真计算得到的结果与试验结果具有良好的一致性，验证了所建闭环系统模型的正确性。 (3)利用所建立的驾驶员—汽车三自由度闭环系统模型，仿真计算了某具有不足转向特性的车型一在不同换道工况下（如不同的换道过程距离、不同的行驶车速等）所需的方向盘角输入操纵信息。选取最大方向盘转角幅值、最大方向盘转角速度、方向盘主要转动频率以及忙碌频段成分所占比重四个操纵信息作为主要考察对象，得出操纵信息随不同换道过程距离、不同车速动态变化的趋势以及变化幅度，总结出了它们的动态变化规律，从而分析了汽车转向操纵的动态特性。通过实车试验验证了所总结的汽车转向操纵动态变化规律的正确性。 (4)在分析结果的基础上，初步提出了以最大方向盘转角幅值的动态变化平缓程度、最大方向盘转角速度的动态变化平缓程度以及方向盘操纵频率的动态变化平缓程度作为汽车转向操纵动态特性评价指标。针对所提的评价指标，计算了车型二的转向操纵动态特性，并与车型一的转向操纵动态特性进行了对比。得出车型二的转向操纵动态特性要比车型一好，车型二与车型一相比更容易操纵，并且在中高速段以及换道过程距离越短的工况下，车型二相比于车型一越容易操纵的评价结果。通过对两车型操纵性能的对比，得知针对转向操纵动态特性进行评价所得的车型二比车型一易于操纵的评价结果是正确的，验证了所提评价指标的可行性。

关键词：转向操纵动态特性小波去噪驾驶员—汽车闭环系统仿真评价