基于神经网络的拖拉机自动导航系统

针对数学模型复杂的拖拉机转向控制问题,使用基于神经网络的控制方法,以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象,进行农用车辆导航控制研究。以车辆航向偏差和航向偏差的变化率为输入变量,以前轮转角的变化量为输出变量,设计车辆转向控制神经网络控制器,对拖拉机进行转向控制。仿真表明,该方法可以对拖拉机的转向进行有效控制。实验结果表明,拖拉机在50m的行驶距离内,最大横向偏差为0.18m。     

轮式拖拉机械诱导导航技术研究

为实现果园机械自动化,开发了一种结构简单的拖拉机机械式导航系统.以车辆的航向偏差、横向偏差和前轮转角为输入量,转向驱动电机的转速为输出量,设计了车辆直线跟踪的PID控制器.实验结果表明,当拖拉机行驶速度为0.53m/s时,最大横向偏差小于0.1m,能够满足拖拉机果园作业的要求.     

模型跟踪主动四轮转向汽车最优控制研究

基于车辆线控转向技术,根据最优控制理论,提出了一种汽车前、后轮转角主动转向控制新策略。以汽车侧向动力学二自由度模型为基础,确立了车辆转向理想跟踪模型,设计了四轮主动转向最优控制器,对所设计的控制器进行了仿真分析与验证。仿真结果表明:所设计的前、后轮转角最优控制器改善了车辆瞬态与稳态响应特性,且能很好地跟随理想车辆转向模型,提高了车辆的操纵稳定性。     

接触式拖拉机导航控制系统

为提高接触式拖拉机导航系统性能和导航精度,针对玉米秸秆行间作业,设计了双层控制器接触式导航控制系统.在分析接触式导航传感器检测信号的基础上,以触杆转角为输入、前轮目标转角为输出设计了模糊控制器作为导航控制的上层控制.下层控制针对电液系统的非线性,采用带非线性补偿的PID控制器实现对拖拉机前轮转向角的控制.该导航控制方法在Matlab/Simulink平台上进行了仿真,导航控制系统在秸秆行间进行了试验验证.仿真和田间试验结果表明,导航控制算法的响应快、稳定性好.当行驶速度不超过1 m/s时,拖拉机导航精度在50 mm以内,平均误差15 mm,能满足玉米秸秆行间作业要求.     

拖拉机前轮转角自动控制系统设计

为减少对人工驾驶的依赖和提高作业质量、实现拖拉机自动转向,提出一种基于IMC-PID的拖拉机前轮转角自动控制系统,阐述系统整体结构,介绍系统的组成、工作原理和硬件设计方案。通过分析拖拉机自动转向系统的需求和整体控制策略,基于转向系统模型设计拖拉机前轮转角控制器,详细阐述IMC-PID转角控制算法的设计过程,应用Matlab/Simulink工具箱搭建仿真模型验证算法的可行性,并结合双力704型拖拉机进行实车试验。仿真试验和实测结果表明:所设计的控制系统信号跟踪的最大误差为1°,平均误差为0.4°,响应时间小于0.2 s;在模型误差20%时,系统仍保持良好的跟踪性能和抗扰动性。研究表明:前轮转角自动控制系统具有较好的动态响应和良好的跟踪效果,能基本满足田间导航的作业需求。     

以角速度为转向动作反馈的拖拉机自动导航控制系统

针对传统农机导航控制系统中转向角度传感器安装麻烦、可靠性较低的缺点,采用角速度计作为拖拉机转向动作的反馈传感器,结合拖拉机加装的基于CAN总线结构的导航控制装置,设计了串级PID自动导航控制系统,内环PID控制器用于转向控制,外环PID控制器用于路径跟踪控制。由于角速度计噪声误差较大,为避免对角速度的积分运算引起误差持续累积增大,角速度计的测量数据仅直接用作内环PID控制器的反馈;外环PID控制器的控制量也设计为角速度值。因此,在以转向角为控制量的比例控制算法基础上,本文又推导、设计了以角速度为控制量的外环PID控制算法。路面实验结果表明,本文设计的以角速度为转向动作反馈的拖拉机自动导航控制系统,直线路径的稳态跟踪误差平均值约为4.1cm,误差绝对值最大为12.9cm,验证了角速度计在农机导航控制系统中应用的可行性及所提控制方法的正确性。     

融合模糊与PID算法的自动泊车转向控制器

汽车自动泊车是一个典型的非线性控制问题,一般采用模糊控制方法来解决。以装有自动泊车系统的某款车为控制对象,针对车辆的转角、方向盘转角和车速之间的协调转向控制问题,提出一种融合模糊与PID协调控制算法。建立车辆动力学模型,推导出车辆在转向过程中方向盘转角与前轮转角、车速的约束关系。利用模糊逻辑和PID等控制理论,结合熟练驾驶员泊车经验,在Simulink中设计自动泊车转向控制器并模拟泊车过程。最后仿真验证该泊车策略的有效性。     

智能控制技术在履带式拖拉机上的应用研究

为解决履带式拖拉机控制系统智能化程度不高、动力不足、环境适应能力不强的问题,针对其智能化控制系统进行了设计和改进。拖拉机采用分布控制管理系统进行控制,采用CAN总线实现通信,主要组成为总控制器、变速器控制、换挡/离合、油门控制器、转向控制器和悬挂控制器。通过对其履带式驱动桥进行改进,包括采用行星式转向机构和液压系统进行控制,提高了履带式拖拉机的动力和性能。实验室和田间试验结果表明:履带式拖拉机的控制系统可完成对拖拉机的智能控制,保证了其稳定行驶,能够满足拖拉机的设计和性能要求。     

基于PID模糊控制器的闭式泵控系统特性研究与分析

拖拉机液压转向系统在转向时受到阻力较大,并存在转向系统控制精度差,转向过程中的非线性特点明显等特点,车辆不能精确的跟随方向盘进行转向。为提高拖拉机液压转向系统的转向精度和可控性,提出闭式泵控液压转向系统,采用永磁同步电动机直接驱动定量泵,定量泵通过闭式回路驱动转向液压缸。并设计PID模糊控制器闭环控制伺服电机转速,提高闭环控制液压转向系统的响应特性。对所提系统和模糊PID控制器在Matlab中搭建仿真模型,通过试验可知,所提系统及控制器可显著减少转向系统的响应时间由常规PID控制的0.8 s减为0.4 s,超调量由132.6 mm减至13.5 mm,稳定时间由5.7 s减为1.3 s,并且提高电控转向系统的抗干扰能力,满足拖拉机在恶劣条件下实现较为精确线控转向。     

汽车主动转向附加前轮转角控制的研究

随着汽车电子技术的发展,主动前轮转向系统作为一项新技术越来越受到人们的关注。提出了一种前轮转角反馈控制方法,首先,建立了汽车动力学模型和AFS模型,然后设计主动前轮转向附近前轮转角控制框图,利用Matlab/Simulink软件进行前轮转向角和附加前轮转角的仿真,从而实现附加前轮转角控制。结果表明:低速时,改善了车辆的转向灵活性;高速时,通过附加的前轮转角控制,能提高车辆转向的操作稳定性。     

基于分布式结构的车辆稳定性控制系

提出了一种车辆稳定性控制系统,基于分布式结构的分析方法,通过合理分布复杂的控制算法将控制系统分为控制分析、控制分配和控制执行3个层次.在控制分析层采用了滑模变结构控制方法,计算出车辆期望作用力和横摆力矩.使用非线性优化方法将期望值分配到4个车轮上,实现并优化了控制分配效果.在CarMaker车辆动力学分析环境中进行了仿真分析,结果表明设计的控制算法提高了车辆在极限工况下的稳定性,降低了驾驶员驾驶强度.     

车辆底盘集成控制系统的电动机控制

为协调车辆操纵稳定性和行驶平顺性,在分析半主动悬架和电动助力转向工作原理的基础上,研制出以嵌入式系统为平台的车辆底盘系统集成控制器。硬件上对悬架可调阻尼减振器的步进电动机和转向系统的直流电动机进行控制设计;软件上运用模糊控制和PID控制算法,在Code Warrior集成开发环境下结合超级终端对软硬件进行联调。试验结果表明,控制器运行可靠,电动机控制正确、效果明显,集成控制下车辆的操纵稳定性和平顺性得到改善。     

基于模糊控制的智能灌溉控制系统

根据灌溉系统不易建立精确数学模型的特点，设计了基于模糊控制技术的智能灌溉控制系统c系统以土壤水分误差和误差变化率为输入，以灌溉时间长度为输出，通过对输入变量的模糊化、模糊推理和模糊决策，获得了作物的灌溉时间长度。实际运行表明，该系统能根据土壤水分适时、适量灌溉，有效地实现了节水灌溉。     

车辆牵引力控制系统控制算法仿真研究

提出车辆牵引力控制系统的控制算法，对控制算法的控制效果和适应性进行仿真研究。建立了汽专加速过程的数学模型，分别采用PI控制方法和逻辑门限控制方法设计了油门控制系统和驱动轮制动控制系统，并设计了路面自动识别系统，采用计算机仿真方法进行了模拟研究。研究结果表明：本文的控制算法能有效抑制各工况下驱动轮的过度滑转，改善加速性能，并能准确识别路面附着的变化，有很强的鲁棒性。     

宽幅变量喷雾机智能控制系统设计

自走式宽幅喷雾机现场作业时,经常由于机组速度的变化导致喷施差异,影响了喷雾效果,甚至造成药害.为此,开发了基于嵌入式处理器和多传感器高效融合的变量喷雾控制系统,实现了喷洒压力和机组行走速度的在线协调控制.系统采用PID参数模糊自整定控制器,可自动根据作业速度调整喷雾压力和喷雾量,提高了单位面积施药量的均匀程度.通过对自主开发的变量喷雾样机进行实验表明,该模糊PID 控制器响应快速、适应性强,能迅速消除系统余差,使变量喷雾控制系统具有良好的动态和稳态特性.     

基于模糊PI的汽车横摆力矩控制研究

针对汽车直接横摆力矩控制,基于模糊PI控制理论研究了附加横摆力矩决策方法和基于二次规划的横摆力矩优化分配方法。横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了模糊PI控制器和制动力优化分配器。模糊PI控制器根据参考值和车辆状态决策出所需的附加横摆力矩,并通过二次规划优化分配方法进行主动差动制动实现。采用Matlab/Simulink与CarSim联合仿真对控制方法进行仿真实验验证。结果表明:基于二次规划的附加横摆力矩优化分配方法相对于无控制时能够使汽车较好地跟踪期望值,有效提高汽车行驶稳定性。     

现代控制理论在汽车悬架控制中的应用

简述了现代控制理论的发展以及汽车悬架系统的发展;综述了为提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性所做的控制策略研究;侧重阐述了现代控制理论在汽车悬架控制系统中的应用;最后,通过对目前汽车悬架控制研究的分析,展望了今后汽车悬架控制的发展方向.     

电控柴油机模糊自适应整定PID控制

为满足车用柴油机日益严格的排放法规、更高燃油经济性和动力性的要求,需要控制电控柴油机的运转参数.为此,设计了以DSP56F807为核心的电磁式执行器控制系统,提出了电磁式执行器模糊自适应整定PID控制策略和模糊数模型的建立方法,进行了电磁式执行器和柴油机模糊自适应整定PID控制实验.实验结果表明,此方法可以取得令人满意的控制效果.     

一种新型的车辆稳定性分层控制策略

为了优化稳定性控制算法,提出并仿真分析了一种新型的车辆稳定性分层控制策略。该控制策略由上下两层组成,上层控制器基于最优控制理论的横摆力矩控制策略,下层控制器采用最优分配法,将修正横摆力矩合理分配到各车轮上。基于MATLAB/Simulink建立了八自由度非线性车辆模型,并对该模型进行了实车实验验证,然后基于该模型对该控制策略进行了仿真分析,验证了此分层控制策略的有效性。仿真结果表明,在大侧向加速度和大侧偏角的极限工况下,所设计的新型控制系统能够有效地改善车辆的操纵稳定性。