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油气悬挂缸的力学特性数学模型构建方法 预览
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作者 于子良 杨珏 +2 位作者 马源 殷玉明 SUBHASH Rakheja 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1357-1363,共7页
研究单气室油气接触式悬挂系统的输出力学特性,讨论其数学模型的建立方法。通过建立3个子系统的数学模型,包括气体部分状态模型、油液流经缝隙及小孔的节流方程模型、摩擦力模型,建立较完整的数学模型。以实验数据为基础,分析油气混合... 研究单气室油气接触式悬挂系统的输出力学特性,讨论其数学模型的建立方法。通过建立3个子系统的数学模型,包括气体部分状态模型、油液流经缝隙及小孔的节流方程模型、摩擦力模型,建立较完整的数学模型。以实验数据为基础,分析油气混合过程对气体压力的影响,建立考虑油液弹性的油液压力计算模型。采用参数识别的方式研究摩擦力模型。研究结果表明:在持续激励条件下,气体在油液中的溶解和析出过程对气体状态影响并不显著;考虑油液弹性的模型,能够更准确地反映悬挂缸在较高频率激励条件下油液压力变化过程;摩擦力模型是构成悬挂缸输出力模型的重要组成部分。由所建立的力学输出模型获得的结果与实验结果相吻合,说明所建立的力学输出模型能够正确表征此类悬挂缸的力学特性。 展开更多
关键词 油气悬挂 油液弹性 摩擦力模型
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分布式驱动电动汽车的近似最优转矩矢量控制 预览
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作者 谢伟东 徐威 +1 位作者 付志军 李彬 《汽车工程》 CSCD 北大核心 2018年第11期1308-1316,共9页
针对分布式驱动车辆系统非线性的特性,提出一种基于最优转矩矢量控制的车辆侧向稳定性控制系统。首先使用魔术公式轮胎模型实时估计轮胎力,搭建轮胎侧偏刚度变化的非线性车辆模型。接着借鉴近似线性二次型规划的最优控制思想,设计基... 针对分布式驱动车辆系统非线性的特性,提出一种基于最优转矩矢量控制的车辆侧向稳定性控制系统。首先使用魔术公式轮胎模型实时估计轮胎力,搭建轮胎侧偏刚度变化的非线性车辆模型。接着借鉴近似线性二次型规划的最优控制思想,设计基于质心侧向加速度的增益可调的横摆转矩控制方法,并根据驱动电机峰值转矩和轮胎摩擦圆的约束条件进行转矩矢量分配。最后进行CarSim和LabVIEW联合仿真和硬件在环实验。结果表明,控制系统能对车辆进行有效的实时控制,在显著改善车辆稳定性的同时不严重影响车辆的纵向性能。 展开更多
关键词 侧向稳定性 轮胎魔术公式 最优控制 转矩矢量控制 硬件在环实验
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自动驾驶车辆运动规划方法综述 被引量:3
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作者 李柏 张友民 邵之江 《控制与信息技术》 2018年第6期1-6,共6页
自动驾驶车辆的规划决策模块负责生成车辆的行驶行为,是体现车辆智慧水平的关键。规划决策模块中的运动规划环节负责生成车辆的局部运动轨迹,是决定车辆行驶质量的直接因素。文章总结了近年来国内自动驾驶运动规划相关研究成果,将现有... 自动驾驶车辆的规划决策模块负责生成车辆的行驶行为,是体现车辆智慧水平的关键。规划决策模块中的运动规划环节负责生成车辆的局部运动轨迹,是决定车辆行驶质量的直接因素。文章总结了近年来国内自动驾驶运动规划相关研究成果,将现有算法归纳为曲线插值方法、采样方法、,机器学习方法以及最优控制方法,分析了各类方法的优缺点。可以预见,未来各类算法将进一步进行融合,取长补短。在运动规划算法的设计中,如何精准建模描述车辆运动过程,如何客观清晰地描述环境情况,如何完成算法的容错冗余设计,如何简化求解难度以及如何保障算法的泛化求解能力,将是今后关注的重点。 展开更多
关键词 自动驾驶 路径规划 轨迹规划 运动规划
无人机自主控制关键技术新进展 被引量:5
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作者 张友民 余翔 +1 位作者 屈耀红 刘丁 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期39-48,共10页
无人机在军用、民用领域具备巨大的应用潜力。当前世界各国正在大力推进无人机的研发工作。而无人机自主控制是无人机研发中极富挑战性的关键问题。本文介绍了无人机的分类和系统框架;根据无人机实际应用的要求。提炼出无人机自主控制... 无人机在军用、民用领域具备巨大的应用潜力。当前世界各国正在大力推进无人机的研发工作。而无人机自主控制是无人机研发中极富挑战性的关键问题。本文介绍了无人机的分类和系统框架;根据无人机实际应用的要求。提炼出无人机自主控制进程中的几个关键性技术问题,包括感知与规避、故障诊断与容错控制、协同控制及这3项关键技术有机综合的新问题与新方法——容错协同控制等,并重点阐述了这些关键技术的机理和较有代表性的成果及新进展;以目前无人机重要应用领域——空中加油过程及森林资源与火情监测为例,简述了以上技术在实际应用中的具体体现及其新进展:最后对无人机自主控制技术进行了展望,并给出各项关键技术存在的挑战及可能的解决思路。 展开更多
关键词 无人机 自主控制 感知与规避 故障诊断与容错控制 协同控制 容错协同控制
考虑重构切换瞬态特性的新型容错控制器设计
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作者 余翔 张友民 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期786-792,共7页
基于容错控制系统因重构控制切换而引起故障后系统瞬态特性要求的考虑,提出针对执行机构故障的一种新型容错控制器设计的方法.其基本思路是将基于参考模型的自适应调节机构集成于容错控制器的设计.该设计方法一方面保证了重构控制器切... 基于容错控制系统因重构控制切换而引起故障后系统瞬态特性要求的考虑,提出针对执行机构故障的一种新型容错控制器设计的方法.其基本思路是将基于参考模型的自适应调节机构集成于容错控制器的设计.该设计方法一方面保证了重构控制器切换时具备良好的瞬态性能,同时也保障了故障发生时和发生后系统的安全性.仿真实例验证了该设计方法的有效性. 展开更多
关键词 容错控制 重构控制器切换 执行器故障 无冲击切换
基于Kinect的移动机器人大视角3维V-SLAM 被引量:15
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作者 辛菁 苟蛟龙 +3 位作者 马晓敏 黄凯 刘丁 张友民 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期560-568,共9页
针对大视角情况下,移动机器人3维视觉同步定位与地图构建(visual simultaneous localization and mapping,V-SLAM)性能下降的问题,提出了一种仿射不变特征匹配算法AORB(affine oriented FAST and rotated BRIEF)并在此基础上构建了... 针对大视角情况下,移动机器人3维视觉同步定位与地图构建(visual simultaneous localization and mapping,V-SLAM)性能下降的问题,提出了一种仿射不变特征匹配算法AORB(affine oriented FAST and rotated BRIEF)并在此基础上构建了基于Kinect的移动机器人大视角3D V-SLAM系统.首先对Kinect相机采集到的彩色RGB数据采用AORB算法实现具有大视角变化的相邻帧图像之间的快速有效匹配以建立相邻帧之间的对应关系;然后根据Kinect相机标定得到的内外参数以及对准校正后的像素点深度值将2D图像点转换为3D彩色点云数据;接着结合随机抽样一致性算法(RANdom Sample Consensus,RANSAC)去除3D点云中的外点,并利用RANSAC的内点进行最小二乘算法下机器人相邻位姿的估计;最后采用g2o(general graph optimization)优化方法对机器人位姿进行优化,从而建立3D V-SLAM模型.最终实现了移动机器人大视角3D视觉SLAM.基于标准数据集的离线实验和基于真实环境的机器人在线实验结果表明,本文所提出的匹配算法和所构建的3D V-SLAM系统在大视角情况下能完成局部模型的准确更新,成功地重构出环境模型并有效地估计出机器人的运动轨迹. 展开更多
关键词 Kinect相机 移动机器人 3维视觉同步定位与地图构建 AORB
由对称型MR阻尼器产生不对称滞环F-V特性的描述 预览
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作者 王恩荣 王皖君 +2 位作者 王惠 RakhejaSubhash SuChunyi 《南京师范大学学报:工程技术版》 CAS 2008年第1期 1-6,共6页
为实现磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬架设计,在大范围驱动电流和谐波激励条件(频率和幅度)下,对一MR阻尼器进行了大量的阻尼力速度(f-v)特性测试实验研究.应用提出的不对称阻尼力产生(ADFG)算法,由该对称型阻尼器产生不对称的延... 为实现磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬架设计,在大范围驱动电流和谐波激励条件(频率和幅度)下,对一MR阻尼器进行了大量的阻尼力速度(f-v)特性测试实验研究.应用提出的不对称阻尼力产生(ADFG)算法,由该对称型阻尼器产生不对称的延伸和压缩阻尼力,并应用提出的通用模型来描述对称和不对称滞环f-v特性.测试数据用来对模型参数进行辨识,并将模型计算结果与测试数据进行比较来验证所提模型的正确性.表明模型计算结果与测试数据在任意的激励条件和控制电流下均具有很好的一致性,因此证明所提出的ADFG算法可作为一基本的控制算法来实现从对称型MR阻尼器设计产生不对称f-v特性. 展开更多
关键词 磁流变阻尼器 不对称阻尼 硬件在环测试 模型
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磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬挂控制及实验 预览
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作者 王恩荣 汪自虎 +1 位作者 苏春翌 Rakheja Subhash 《南京师范大学学报:工程技术版》 CAS 2007年第1期 1-7,共7页
针对由新型的磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬挂设计要求,提出了一种基于天棚阻尼律实现不对称阻尼特性的半主动控制方案,能有效地抑制驱动电流的“开一关”冲击特性和磁流变阻尼器滞环特性产生的不良影响.将该控制器与四分之一车辆模... 针对由新型的磁流变阻尼器驱动的智能车辆悬挂设计要求,提出了一种基于天棚阻尼律实现不对称阻尼特性的半主动控制方案,能有效地抑制驱动电流的“开一关”冲击特性和磁流变阻尼器滞环特性产生的不良影响.将该控制器与四分之一车辆模型相结合,在变幅度谐波、平滑脉冲和随机信号激励下,对该半主动控制器的性能进行了仿真分析,并通过设计的硬件在环测试系统进行了系统的实验研究.结果验证了所提出的智能车辆悬挂设计能理想地实现车辆驾乘舒适性、与路面可靠接触、悬挂空间等多目标悬挂性能,以及对簧载质量变化的鲁棒特性. 展开更多
关键词 磁流变阻尼器 半主动控制 车辆悬挂 硬件在环仿真测试
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MR阻尼器控制与滞环特性相分离的F-v模型 预览 被引量:3
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作者 王恩荣 陈余寿 +2 位作者 马晓青 苏春翌 Rakheja Subhash 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期 186-191,共6页
提出了一种基于对称和不对称Sigmoid函数,描述半主动可控磁流变液(MR)阻尼器阻尼力-相对速度(F-v)数学模型.该模型准确地描述了MR阻尼器非线性饱和的直流电流控制和对称滞环F-v的工作特性,以及激励频率和幅度对阻尼力的强影响特性,具有... 提出了一种基于对称和不对称Sigmoid函数,描述半主动可控磁流变液(MR)阻尼器阻尼力-相对速度(F-v)数学模型.该模型准确地描述了MR阻尼器非线性饱和的直流电流控制和对称滞环F-v的工作特性,以及激励频率和幅度对阻尼力的强影响特性,具有精度高和电流控制增益与滞环算子相分离的特点.将该模型与车辆悬架动力学模型结合分析,仿真结果表明MR阻尼器对实现新一代智能车辆悬架系统设计有潜在的意义,所提出的模型对进一步推动车辆悬架减振控制器设计研究有重要作用. 展开更多
关键词 磁流变液(MR)阻尼器 滞环F-v模型 车辆悬架 振动抑制
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基于双层隐马尔可夫模型的重型车辆行驶状态辨识方法研究 预览 被引量:1
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作者 朱天军 孔现伟 李彬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1832-1840,共9页
为实时监测并发现重型车辆危险行驶姿态,在重型车辆侧翻预警系统中,采用一种基于双层隐马尔可夫模型的重型车辆行驶状态辨识方法,动态辨识重型车辆行驶状态。选取典型重型车辆行驶工况,采集相应工况数据,采用T-G检验法对数据序列进行剔... 为实时监测并发现重型车辆危险行驶姿态,在重型车辆侧翻预警系统中,采用一种基于双层隐马尔可夫模型的重型车辆行驶状态辨识方法,动态辨识重型车辆行驶状态。选取典型重型车辆行驶工况,采集相应工况数据,采用T-G检验法对数据序列进行剔除异常数据预处理。利用K-means算法设定重型车辆行驶状态的阈值。利用Baum-Welch算法对双层隐马尔可夫模型进行优化,应用优化后的隐马尔可夫模型进行重型车辆行驶状态在线辨识。辨识结果表明:该模型可准确、高效地辨识各个单一和复合工况下的车辆行驶状态,并且具有很好的实时性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 双层隐马尔可夫模型 重型车辆 行驶状态辨识 侧翻预警
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基于形状记忆合金驱动器的微纳定位系统鲁棒自适应控制 预览 被引量:2
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作者 杜娟 冯颖 胡跃明 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期479-484,共6页
针对基于智能材料驱动器串联驱动的微纳定位系统,本文主要探讨了此类高精定位系统的控制设计策略.其控制设计的主要任务是消除驱动器中未知回滞特性对系统性能所造成的负面影响.本文重点以形状记忆合金驱动器为例,采用基于广义play算子... 针对基于智能材料驱动器串联驱动的微纳定位系统,本文主要探讨了此类高精定位系统的控制设计策略.其控制设计的主要任务是消除驱动器中未知回滞特性对系统性能所造成的负面影响.本文重点以形状记忆合金驱动器为例,采用基于广义play算子的广义Prandtl-Ishlinskii回滞模型来表征形状记忆合金驱动器中的未知饱和回滞非线性,并在此基础上提出了一种鲁棒自适应控制设计方法来消除前置回滞存在的影响.设计的控制器在保证全局稳定性的基础上能实现理想的跟踪精度,仿真结果验证了控制策略的有效性和正确性. 展开更多
关键词 鲁棒自适应控制 回滞 智能材料 非线性控制
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一类多输入非线性系统的切换控制 预览
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作者 付俊 刘满 赵军 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第6期 568-572,共5页
研究了一类具有结构不确定性的多输入非线性级联系统的鲁棒不变切换控制问题.控制思想是首先通过鲁棒无源性技术来镇定线性子系统,再借助切换控制技术得到系统轨迹对于指定区域的正不变性,从而得到了该类系统鲁棒不变切换控制的充分... 研究了一类具有结构不确定性的多输入非线性级联系统的鲁棒不变切换控制问题.控制思想是首先通过鲁棒无源性技术来镇定线性子系统,再借助切换控制技术得到系统轨迹对于指定区域的正不变性,从而得到了该类系统鲁棒不变切换控制的充分条件.在适当的假设下,得到了系统的半全局渐近稳定.设计中无需ISS假设或非线性项的线性增长条件假设.仿真表明了设计方法的有效性, 展开更多
关键词 鲁棒无源性 不变控制 切换控制 结构不确定性
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基于卷积神经网络的机器人对未知物体视觉定位控制策略 被引量:3
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作者 辛菁 姚雨蒙 +1 位作者 程晗 张友民 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2018年第3期355-362,共8页
无需事先获得操作目标的模型信息,仅根据当前图像特征就能实现机器人对未知目标的智能感知与定位或跟踪,一直是机器人视觉伺服领域中具有挑战性的问题.这里的"未知"不仅是指对操作台上所有物体的类别属性和位置信息未知,而且对操作物... 无需事先获得操作目标的模型信息,仅根据当前图像特征就能实现机器人对未知目标的智能感知与定位或跟踪,一直是机器人视觉伺服领域中具有挑战性的问题.这里的"未知"不仅是指对操作台上所有物体的类别属性和位置信息未知,而且对操作物体的形状、大小等这样的几何模型先验信息也未知.为了解决这个问题,提出了一种基于卷积神经网络的机器人对未知物体的视觉定位控制策略.首先,利用基于卷积神经网络的多目标识别与检测算法获取机器人操作台上所有未知物体的类别属性信息;其次,用户根据多目标识别与检测结果在线随机地选择机器人拟定位的目标物体,此后在整个机器人视觉控制过程中,机器人视觉控制系统利用该网络从多个物体中检测出用户所选定的目标物体并计算出当前图像特征,从而实现机器人对未知目标的智能感知;最后,根据图像特征误差,设计视觉滑模定位控制律以实现机器人对未知物体的视觉定位.在MOTOMAN-SV3X六自由度工业机器人上完成了5组复杂自然场景下未知物体视觉定位实验,实验结果表明了所提出的机器人视觉定位控制策略的可行性和有效性. 展开更多
关键词 卷积神经网络 未知物体 智能感知 机器人视觉定位控制
移动机器人生物启发式变结构轨迹跟踪控制 预览
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作者 马晓敏 刘丁 +1 位作者 辛菁 张友民 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期97-106,共10页
针对移动机器人反演轨迹跟踪控制中的速度跳变与速度跟踪问题,提出一种采用生物膜电压模型和反演滑模方法的移动机器人生物启发式变结构轨迹跟踪控制系统.首先基于移动机器人的运动学模型建立位姿跟踪回路,即利用生物启发式膜电压模型... 针对移动机器人反演轨迹跟踪控制中的速度跳变与速度跟踪问题,提出一种采用生物膜电压模型和反演滑模方法的移动机器人生物启发式变结构轨迹跟踪控制系统.首先基于移动机器人的运动学模型建立位姿跟踪回路,即利用生物启发式膜电压模型获取虚拟的位姿误差信号,并结合Lyapunov函数设计反演控制器来解决速度跳变;然后考虑移动机器人的动力学模型设计速度跟踪回路,构造基于组合趋近律的滑模变结构力矩控制器来保证速度跟踪;接下来,根据Lyapunov理论对所提系统的稳定性进行证明;最后,以iRobot Create移动机器人为控制对象进行直线、圆和折线轨迹跟踪控制的仿真研究.通过分析比较初始阶段和拐点处的跟踪误差、速度和力矩,验证了所提系统的有效性. 展开更多
关键词 移动机器人 生物膜电压模型 轨迹跟踪 反演控制 滑模变结构
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