主从式结构的车辆自适应前照灯控制系统设计

车辆自适应前照灯系统(Adaptive Front-lighting System,AFS)是车辆的一种主动安全系统.本文开发的AFS采用主控模块加电机驱动辅助模块组成的主从式结构.AFS主控模块用于采集车身悬架高度、方向盘转角、GPS等传感器信号,用于进行水平和垂直两个方向的车灯角度计算,并发送控制指令信号给步进电机;电机驱动辅助模块用于接收主控模块发出的控制指令信号,并驱动步进电机运动,实现车灯随动转向.现已开发出整套软件算法和硬件原理样机.实验结果表明,该系统能够实现弯道随动转向和坡道俯仰调节,完成不同速度下光型模式的配置.     

基于TMSDM6437的车道线检测

针对车道线检测算法计算量大,耗时长的问题,为提高算法的实时性和鲁棒性,把通过CCD获取的道路图像由视频转码模块TVP5158从模拟信号转化为数字信号,在进行工作区域的限定的基础上,进行灰度化,并利用改进的滤波算子进行图像的滤波处理;为利于后续步骤的处理,然后利用对噪声的低敏感性和更有利边缘的显示的Sobel算子进行边缘分割;然后在搭建DSP硬件平台上,结合改进的Hough算法,提高检测与识别的准确性和实时性,将处理后的图像送到LCD显示屏上显示最终检测的结果 .     

消极运动副的产生原因及判定方法

消极运动副存在的根本原因是它的运动螺旋与并联机构中其他运动副的运动螺旋线性无关。通过几个实例对此原因进行了比较深入的剖析,在此基础上,提出了一种基于旋量理论的消极运动副的判定方法,该方法无需计算运动螺旋的具体数值。     

一种轮腿式变结构移动机器人研究

提出一种新型的轮腿式变结构移动机器人.将四足哺乳动物腿式运动方式与轮式机构相结合,实现了轮式、腿式、轮腿结合等多种运动模式.在对机械本体结构分析的基础上,阐述了各种运动模式的运动学模型和步态生成方法.开发了主控计算机人机交互系统和基于ARM和DSP的嵌入式运动控制系统,采用无线以太网建立控制、反馈通道,实现了机器人的遥控/半自主运动控制.实验表明该机器人具有较强的非结构环境适应能力.     

重型车辆走－停巡航系统的干扰解耦控制

根据低速行驶工况下重型车辆的加/减速度响应特性,建立融合被控车辆及车间动力学特性的巡航系统非线性动力学模型。在此基础上采用非线性输出干扰解耦原理,将控制目标值（车间相对距离、速度）从系统的前导车加/减速度干扰中完全解耦出来,并实现非线性系统的线性化;基于此解耦线性化子系统,设计一种改进的走－停自适应巡航控制系统。该系统不但能够保证控制目标值取得良好的动态响应特性,而且能够实现对前导车加/减速干扰的全局解耦,可提高系统的鲁棒性,仿真计算验证了控制效果。     

基于凸近似的避障原理及无人驾驶车辆路径规划模型预测算法

提出了一种改进的无人驾驶车辆路径规划方法,并搭建了相应的软件在环实时仿真系统,对方法在结构化道路下的复杂动态交通工况进行性能验证.首先,引入基于凸近似的避障原理,对障碍物参考点的选取进行优化,扩大了路径规划的可行域范围.采用改进后的方法,并结合模型预测控制(Model predictive control,MPC)原理和曲线坐标系统,综合考虑自车及障碍车的外形、道路几何约束及自车的机械结构约束、路径最短、侧向加速度、道路对中、逐次变道、车距安全度、左变道优先和前轮转角变化率等权重的影响,实现了车辆在复杂动态交通工况下的路径规划.最后,以长城H7运动多用途车作为无人驾驶实验及仿真平台,搭建基于dSPACE多核架构的Carsim+Simulink软件在环实时仿真系统,对算法进行验证.结果表明,所提出的方法不仅可获得合理、平滑的行驶路径,顺利避开运动障碍车的干扰,而且具有良好的实时性.     

某氢燃料电池巴士系统匹配设计

高效、纯净的氢燃料电池新能源巴士是近年来汽车领域中的热点.结合城际/城市巴士的道路交通工况和工程实际需求,本文研发了一种30 kW的氢燃料电池与动力电池并联式的电电混合动力系统.该系统综合分析了多种电气拓扑架构组合的优劣势,依据理论计算和现有资源选择了各子系统相互匹配的参数,同时开发了该系统的测控软件.在此基础上,使用电流可调节的升压DC/DC变换器设计了功率分配控制器,实现了氢燃料电池输出功率连续可调节的功能.最后搭建了该系统的全尺寸试验台架进行部分试验,实验结果表明该系统满足实际功能需求.     

并联机构驱动副的选择

并联机构的驱动副选择方案往往不止一种,不同的选择方案将会给机构带来不同的性能.文中讨论了并联机构驱动副选择的原因和方法,并综合分析了影响选择的多种因素.     

基于色彩与形状的机器人足球识别方法

机器人能够快速、正确地识别足球十分重要.由于RoboCup对颜色进行了严格地规定,所以常见的识别方法仅基于色彩,该法的不足之处是容易受到等场条件的影响.利用Matlab中的图像处理函数,提出了一种基于色彩和形状的识别足球的新方法,即首先通过色彩筛选过滤图像中较多的无关目标,在对图像进行边缘检测后再采用欧拉数以及面积大小进行二次过滤,最后利用偏心率对足球进行识别.实例表明该法简单、有效、鲁棒性强.     

质子交换膜燃料电池性能优化控制

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的热管理,是影响PEMFC安全、稳定、高效运行的核心关键因素。该文在分析PEMFC热管理子系统的结构,以及关键组成部件(包括空气压缩机、冷却液循环泵和冷却风扇)的工作原理基础上,首先搭建耦合热管理子系统的PEMFC非线性仿真模型,进一步将其简化处理得到用于控制的线性模型;在此基础上,设计基于卡尔曼滤波的状态观测器,以实现对状态和不可测量扰动的估计,从而消除模型稳态误差;随后设计目标计算器,以净输出功率跟踪误差最小化和系统效率最大化为目标,对PEMFC系统工作状态进行优化;进而基于线性控制模型,设计无偏显式模型预测控制(offset-free explicit model predictive control,offset-free EMPC),对优化工作状态进行跟踪控制;最后,搭建一个软件在环(softwareintheloop,Si L)测试平台,通过与传统MPC控制策略的仿真结果对比可得,无偏EMPC控制策略可以显著将净输出功率的平均跟踪误差绝对值从344.29W减小到82.19W...