基于模糊控制器的磁引导AGV路径自动校正研究

磁引导AGV（自动引导车）系统作为一种实用且相对稳定的引导系统被广泛应用于工业中。在应用中由于系统的建模误差,外界干扰及其他不确定因素,小车会出现偏离其规划路径的情况。为改进偏离误差,对AGV系统中路径导航模块进行了改进,建立了一个利用模糊控制器来实现在路径规划中进行路径校正的系统,并对系统进行了建模与仿真分析实现。由实验结果分析,系统能够较好地进行路径的校正与跟踪。     

轻质多材料重载自动引导车总成优化设计

自动引导车（AGV）在智能制造高速发展的过程中逐渐呈现大型化、重载化的趋势,关键承载部件的优化设计能够显著降低重载AGV的重量及运行时的能耗,直接降低其制造及使用成本。本研究使用碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）作为轻质材料,针对80 t级标准平台AGV关键承载部件从材料到结构进行总成优化设计。首先,使用双向渐进结构法（BESO）拓扑优化车架及舵轮安装板,采用单元灵敏度过滤技术消除细小的分叉结构,得到了适合实际制造的优化结构。然后,制备不同层数及编织方向的CFRP试样,进行拉伸及面内剪切实验,获得CFRP的力学性能参数。随后,优化复合材料层合板的铺层角度,仿真结果表明,复合材料优化后的铺层角度为[–12/33/55/–68]（从下至上铺层角度依次为–12°、33°、55°、–68°）,使多层材料面内最大Mises应力和位移分别降低了25.79%和9.95%。最后,针对车身进行有限元分析。研究结果表明：优化设计使重载AGV重量明显降低,新结构在未大幅提升最大Mises应力与位移的前提下,总重量降低21.79%,其中,舵轮安装板采用角度优化后的CFRP铺层组,其重量仅为优化前的8.83%...     

自动引导车视觉导航的灰度投影稳像算法

自动引导车(AGV)在运行过程中由于路面不平等原因产生随机抖动,引起摄像头所获得图像产生位移导致后续路径视觉跟踪不稳定;针对此问题,本研究搭建了AGV视觉抖动模型,在图像中划分出路径区域作为目标区域进行后续处理以减少背景中其它物体带来的干扰,然后通过快速灰度投影算法检测平移向量,利用运动补偿校正视频图像从而达到稳像目的。仿真结果表明:相对传统的投影曲线匹配法,本研究所用算法显著提高了图像平移向量检测精度并大大提高了运算效率,满足AGV对稳像系统高效性和实时性的要求。     

熄焦车自动定位停车控制器的设计

针对熄焦车定位停车过程具有非线性、时变性等特点,设汁了一种熄焦车自动定位停车控制器,就其设计思想和设计方法进行了详细说明。该控制器由参数在线自调整运行模型模块和规则在线自调整模糊控制模块构成。仿真结果表明,该控制器具有良好的控制性能。     

自动化码头桥吊、自动引导车以及龙门吊的联合调度

以实现船舶在港停靠时间最短为目标,以自动化码头的整个水平运输系统为研究对象,在考虑自动化码头装卸工艺方案的基础上,建立了一个自动化码头桥吊、自动引导车以及龙门吊的联合调度模型,该模型可以实现集装箱码头整个水平运输系统的最优化调度。通过一个算例对模型有效性进行验证,结果显示:同传统按经验调度的方案进行对比,码头作业效率提高了26%,该联合调度模型有助于提高集装箱码头的作业效率,减少船舶在泊时间,提高码头竞争力。     

基于Sweep法的自动引导车路径追踪调节器设计

提出了一种基于sweep法的自动引导车路径追踪调节器的设计方法．根据自动引导车的状态空间模型,采用成本函数最小的标准来推导求解反馈矩阵的最佳控制问题,并对该两端点边界值问题引入sweep法解得要求的时变最佳控制．仿真实验结果表明,自动引导车在该路径跟踪调节器的速度及加速度补偿作用下可以很快消除3个追踪误差量,保证自动引导车具有准确跟随预定路径的能力．     

基于视觉的自引导车实时跟踪系统研究

研究设计了一种基于视觉的自引导车快速跟踪的实现方案．为了能够有效地排除由于光源变化所引起的各种干扰,应用动态查表法选择阈值对图像不同区域进行二值化处理;为了提高处理速度,将图像信息压缩后进行特征提取;采用加权距离分类器和BP网络相结合构造了一个混合分类器,进行标志物的识别,提高了识别率．实验结果表明,该系统运行良好,效果令人满意．     

智能车辆导航控制技术

首先建立了车辆预瞄运动学方程,并通过系统辨识实验得到了转向系统动态方程,然后获得了完整的基于预瞄运动学模型的转向控制模型。采用滑模变结构控制方法设计了车辆的导航控制器。针对在设计和实验中遇到的一些问题(前轮转角对控制器输出的影响、实验中系统存在静偏差的原因、预瞄点处的侧向偏差与车辆实际侧向偏差之间的关系等)通过仿真进行了系统的分析,并提出在软件中消除净偏差的解决方法。最后现场实验验证了导航控制方法满足车辆导航的要求。     

基于Fuzzy-PID智能车舵机控制系统

为提高智能车舵机的响应速度,分析了智能车控制系统的特点以及应用常规模糊控制器进行控制的局限性,提出了模糊PID控制算法.推导出模糊PID控制器消除稳态误差的原理,并介绍了模糊PID控制器的设计方法.实验结果表明,模糊PID控制器既能消除稳态误差,又有很强的鲁棒性,对于具有非线性和迟滞性特点的智能车舵机控制系统具有良好的控制性能.     

电动轮汽车DYC控制硬件在环仿真

针对由于电动轮汽车缺少传统的机械差速装置,导致系统呈现严重的非线性问题,提出一种基于模糊规则的电动轮汽车DYC系统,该DYC系统可以协助驾驶员在转向时保持对车辆的控制.设计了基于x PCTarget的硬件在环仿真平台,采用DSP2812嵌入式DYC控制器与实时运行的电动轮汽车仿真模块联合进行电动轮汽车直接横摆力矩控制实验.实验结果表明,基于x PCTarget的硬件在环仿真平台的实时性很好地满足了实验要求,DYC系统可提高车辆的稳定性.     

轻型军用静液传动车辆的模糊控制

对具有非线性和时变负载性的轻型军用车辆的静液传动系统进行了模糊控制的试验研究,并与常规数字PID控制的试验结果进行了对比。试验结果表明:模糊控制比常规数字PID控制更适合于军用静液传动车辆的控制。本试验为提高静液传动系统的控制特性提供了参考,有助于静液传动系统在轻型军用车辆上的开发和应用。     

汽车稳定性控制系统硬件在环仿真

首先建立了八自由度的汽车动力学模型,设计了模糊PI控制器和汽车稳定性控制策略。建立了基于Matlab/Simulink平台下的硬件在环试验平台,针对转向制动和双移线转向行驶两种工况进行了硬件在环仿真试验。结果表明:所设计的模糊PI控制器及控制策略可以通过制动力控制有效地抑制汽车的过多转向或不足转向趋势,提高汽车的操纵稳定性。     

自动化公路系统车队换道变结构控制

基于车辆纵横向动力学耦合模型,研究了自动化公路系统车队换道的纵横向耦合控制.假定车队中每个跟随车辆依靠车间通信接收引导车辆以及该车前面相邻车辆的位移、速度信息,利用车载传感器获得车辆横摆角速度信息.基于满足正反梯形约束条件的侧向加速度,计算车辆换道时的期望横摆角和横摆角速度.采用有限时间滑模趋近律,设计了车队换道纵横向耦合变结构跟踪控制规律,基于李雅普诺夫稳定性理论,对控制系统的稳定性进行分析.仿真结果显示,采用文中设计的控制规律,对于车队中每个跟随车辆,在实现车辆自动换道的同时,纵向上能够保持满意的车间距离.     

基于模型参考自适应的AGV运动控制系统设计

为了消除自动导航车（AGV）麦克纳姆驱动轮间负载不均衡引起的控制系统不确定性问题,提出基于模型参考自适应控制（MRAC）的伺服控制方法.建立驱动轮伺服电机的数学模型,根据李雅普诺夫稳定理论求解MRAC控制律和自适应律,并确定自适应律算法的正定矩阵.根据AGV实际运行过程中伺服电机的频率特性,引入低通滤波器.综合AGV定位精度和MRAC系统稳定性,确定二阶巴特沃兹低通滤波器的截止频率.在保证控制系统稳态精度的同时,有效抑制高频振荡.实验结果表明：基于MRAC的AGV在复杂工况下的控制性能保持了较高的稳定性,每个电机的速度波动不超过3%,定位精度误差小于3.6 mm.     

汽车巡航控制系统的环境评估

从定量分析巡航控制对降低汽车燃油消耗和排放污染物影响的角度出发,建立了一套包括汽车排放子模型在内的整车纵向动力学模型,并在巡航模糊控制器基础上提出了一套新的巡航自适应模糊PID控制算法。对比分析了两种算法在典型巡航工况下燃油消耗和一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等空气污染物含量,从而将巡航控制系统对汽车排放的影响从原来的定性分析拓展到定量分析,为巡航控制算法的优化设计提供了一种新的评价方法。