基于非线性模型的无人驾驶车辆路线修正算法

传统无人驾驶车辆转向位移偏差修正算法忽略了对车辆运动模型的转换,转向角获取出现误差,导致传统算法存在抗干扰能力不理想和修正精度偏低问题.为此提出基于非线性模型的无人驾驶车辆转向位移偏差修正算法.构建车辆运动模型,得到车辆在行驶过程中产生的各种速度值,将车辆运动模型转换为状态空间形式.以此获得车辆转向控制中的转向角,并与...     

汽车辅助驾驶系统动态目标检测方法

针对汽车辅助驾驶系统中动态目标检测的复杂背景和实时性要求,提出一种基于改进尺度不变特征变换(SIFT)算子和改进假设检验方法的动态目标检测方法。通过小波多分辨率分析和相邻帧间特征点位置估计改进SIFT方法,实现快速全局背景运动补偿参数估计,并在三帧差分图像上优化背景方差估计过程,解决因目标分布在图像边缘导致传统假设检验方法漏检的问题。实验结果表明,该方法不仅能够保持SIFT算子的优越性能,提高参数估计精确性,而且能加快特征配准和检测速度,满足系统的实时性要求。     

伪随机编码图像的特征点自动检测方法

针对伪随机阵列编码的彩色结构光系统,提出了一种角点自动检测、识别方法。它首先利用聚类分析算法,确定摄像机图像角点和编码模板图像的特征点匹配关系,实现编码图像的识码、解码;然后获取编码图像中有效的、非冗余的角点,并自动输出角点的行列数目及其位置坐标,为亚像素角点检测提供了充分的输入数据。最后,将该算法应用于自主开发的彩色结构光系统上,并用实验检验,结果表明该方法准确、有效,有助于结构光系统的自动化标定。     

汽车线控转向系统的建模与仿真研究

研究汽车转向稳定性控制问题。针对线控转向系统的可变转向特性对汽车操纵影响稳定性,为保证行驶安全性,通过分析线控转向系统的工作原理和结构特点,建立线控转向系统各组成部分的数学模型,结合驾驶员模型和整车模型,对线控转向系统的可变角传递特性和力传递特性进行仿真。仿真结果表明:SBW系统能够获得与传统转向系统同样清晰的路感,并且SBW系统能够保持稳定的转向灵敏度,从而改善了汽车的稳定性,为保证行驶的安全提供了依据。     

电动助力转向系统结构参数优化

研究优化汽车转向系统结构控制问题,为实现电动助力转向系统结构参数的优化,建立了电动助力转向系统和二自由度整车的数学模型,推导了转向灵敏度和路感的传递函数,提出了路感的优化模型.在MATLAB/SIMULINK上建立前轮转向仿真模型进行仿真,结果表明,优化后的方向盘转矩明显较优化前增大,转向盘转矩达到了7.52 Nm,接...     

基于中值滤波的SBW信号处理及控制策略

线控转向(SBW)系统是发展无人驾驶模式的重要组成部分,针对线控转向系统路感电机输出的力矩如何能较好的跟踪传统转向系统目标力矩的问题,研究了转向盘转角和车速对路感力矩的影响.围绕路感电机展开,搭建了路感电机数学模型,分析了路感电机的动力特性.对电压传感器采集的电压信号采用中值滤波算法和最小二乘法做出对比处理,使路感电机进入相对稳压的状态;引入匹配路感电机的模糊PID和模糊免疫PID控制策略,并进行了仿真验证.验证结果证明免疫算法结合模糊PID控制器可以让路感模拟值更准确的跟踪目标力矩,而且具有较强的抗干扰性.表明了在正弦输入信号下,所设计的模糊免疫PID控制器模拟精度更高,帮助驾驶员获得理想的路感.     

横截面算法和Snake模型在中心线提取中的应用

中心线是图像几何形态的一种重要拓扑描述.文中提出一种从三维图像中获取树状物体的中心线方法.先利用横截面算法快速将初始中心线定位于目标附近,然后采用Snak e模型和距离变换方法将初始中心线引导到准确位置,有效地解决了因Snake初始位置偏离目标太远而导致的收敛速度慢和部分点收敛于局部极值点的问题.     

车辆线控转向路感模拟控制研究

针对车辆线控转向路感模拟控制受外界扰动大、建模困难等问题,基于线性自抗扰控制(LADRC)技术设计了一种车辆线控转向路感模拟控制算法.建立了线控转向路感控制仿真模型,包括驾驶员模型、线控转向系统模型、两自由度车辆模型、轮胎模型及控制器模型等,在给定道路函数条件下进行了系统仿真验证.结果表明,所设计的线性自抗扰控制器可以...     

基于核相关滤波的无人机偏航角跟踪控制系统设计

针对非线性自抗扰控制技术设计的系统、线性自抗扰技术设计的系统受到噪声影响,导致信号传输受到阻碍,出现偏航角跟踪控制结果精准度低的问题,提出了基于核相关滤波的无人机偏航角跟踪控制系统设计;在系统总体架构支持下,采用STM32F407型号主控芯片,保证无人机控制系统稳定性;在方向盘下安装有转向角传感器,为ESP电子控制单元提供方向盘;使用频率为2.4 GHz遥控器接收机生成具有不同脉冲宽度PWM信号,通过控制旋翼偏航控制器,推动旋翼在不同角度指令下旋转;利用核相关滤波器过滤目标图像,通过滤波器的输运来估计目标运动位置,并确定地面参考坐标系与无人机机体坐标系,构成无人机在空间中六个自由度,由此设计偏航角跟踪控制软件流程,跟踪控制无人机偏航角;由实验结果可知,该系统滚转角与实际值轨迹一致,误差为0;俯仰角与实际值轨迹有偏差,误差为0.05°,为无人机向不同方向精准飞行提供系统支持.     

便携式车轮定位参数视觉检测系统研究

将双目视觉测量技术应用到汽车四轮定位中,采用两个摄像机的立体视觉方法,采集目标板图像并提取目标板上特征点,并根据几何模型计算特征点的空间位置,求得目标板的空闯位姿,通过分析车轮运动模型建立车轮参数模型,进而得到需要的角度;完成了亚像素级角点提取并正确匹配,标定了两个摄像机的内外参数与视觉系统参数,得到了目标板的空间位姿,通过实验的方法,验证了方案的可行性,分析了误差来源,同时初步搭建了WINCE嵌入式实验平台进行嵌入式算法研究.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

Robust containment control in a leader–follower network of uncertain Euler–Lagrange systems

A distributed controller is developed that yields cooperative containment control of a network of autonomous dynamical systems. The networked agents are modeled with uncertain nonlinear Euler–Lagrange dynamics affected by an unknown time‐varying exogenous disturbance. The developed continuous controller is robust to input disturbances and uncertain dynamics such that asymptotic convergence of the follower agents' states to the dynamic convex hull formed by the leaders' time‐varying states is achieved. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the developed controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.