四轮移动机器人的模糊滑模轨迹跟踪控制

为了提高四轮移动机器人的轨迹跟踪控制性能,减弱滑模控制系统抖振,设计了一种易于实现且有较好轨迹跟踪控制效果的模糊滑模控制器。首先,以四轮移动机器人运动学模型为基础设计了一种含积分项的滑模控制器,然后引入模糊控制,采用模糊滑模变结构的控制策略调整切换控制的相关估计参数,最终设计了一种基于模糊滑模控制的四轮移动机器人轨迹跟踪控制方法。仿真结果表明,该轨迹跟踪方法可以有效消除系统抖振并提高控制性能。     

静液压驱动及滑移转向底盘液压系统的设计

本文对静液四轮压驱动及滑移转向功能底盘液压系统进行设计和分析,并讲述了滑移转向的工作原理,本底盘控制系统可实现全时液压四驱,且具有能实现“零”转弯半径、转向操纵灵活、调速范围宽、功率利用率高和无溢流损失等优点。     

轮式车辆稳态滑移转向特性研究

车辆的稳态转向特性直接影响到其工作效率以及安全性.建立了轮式车辆稳态滑移转向的数学模型并提出了数值求解方法,最后基于某4×4全地形车,仿真分析了车速和转向中心线移动量对其转向性能的影响.仿真结果表明:转向半径越小,滑转、滑移越严重,车辆受到的转向阻力越大;地面附着系数越大,车辆受到的牵引力和制动力越大,转向消耗的功率更多.     

基于反步滑模的无人车辆横向控制策略

为了满足四轮转向无人车辆在湿滑路面极限转向的路径跟踪需求,设立了双排直线车道并规划了路径,建立车辆动力学模型。对反步控制跟踪算法进行改进,通过启发式优化算法结合滑模控制设计反步滑模控制器。即在反步滑模控制器设计过程中,对于影响控制器性能的常数参数,对于常数参数不确定的函数,通过粒子群优化算法寻找最优值,分别设立3s和5s变道时限以及摩擦系数0.3和0.9四种工况。通过CarSim软件与MATLAB/Simulink联合仿真,通过车辆横向偏移误差以及航偏角误差作为判断依据,发现在低摩擦系数和极限变道时长下,滑模面最后已接近零,并且车辆控制器对轨迹跟踪十分稳定,这表明反步滑模控制器满足要求。     

温室移动机器人轨迹控制系统的设计

以温室移动机器人的轨迹控制为主要目标,研究了线性控制算法在机器人轨迹控制中的具体实现,论证了其可行性,并分析了算法的稳定性约束条件,通过仿真分析了控制参数对运动轨迹的影响.将该算法应用到实际的机器人控制中,设计出基于陀螺仪和光电编码器的温室移动机器人控制系统.     

给定速度需求的移动机器人路径跟踪控制与实验

针对轮式移动机器人给定速度需求的非连续路径跟踪控制问题,将其转换为满足速度约束的轨迹规划和轨迹跟踪控制。首先,针对给定速度需求的路径跟踪问题,以运行时间和能量为优化目标,给定的路径和速度为约束条件,采用五次Bezier样条方法优化得到了满足需求的连续光滑轨迹。其次,利用轮式移动人系统的微分平坦特性,采用微分平坦方法设计前馈控制器;然后,将轮式移动机器人运动学模型在前馈控制的平衡点处进行一阶泰勒展开,得到了线性时变的误差模型,并通过定义新的状态变量,设计了具有Lyapunov稳定性的误差反馈控制器。结合前馈控制和反馈控制得到了二自由度轨迹跟踪控制器。同时将泰勒展开的高阶项考虑为有界的扰动输入,在输入到状态稳定性框架下证明了控制系统的鲁棒稳定性;最后,通过Pioneer 3-dx轮式移动机器人进行了实验验证,实验结果表明,提出的算法能够满足给定速度需求的非连续路径的跟踪控制需求。     

无人驾驶模式下电液复合转向系统高鲁棒性控制策略

针对重型车辆电液复合转向系统（Electro hydraulic hybrid steering system,EHHS）无人驾驶模式下的转向跟踪控制问题,首先建立了考虑EHHS系统参数不确定性及外界干扰影响的转向系统完整非线性动力学模型;然后提出了一种自适应双闭环转向跟踪控制策略,外控制环设计参数自适应率,以有效适应模型参数摄动,采用改进滑模控制计算期望转向力矩,内控制环则利用PI控制转向电机电流,实现对期望转向力矩跟踪;最后利用Matlab/Simulink对EHHS系统模型以及提出的控制策略进行仿真验证。结果表明,提出的自适应控制可有效缩短EHHS系统转角跟踪阶跃响应反应时间,降低转向轮角度跟踪误差,并保证转角跟踪精度不受系统参数摄动的影响,有效提高了EHHS系统无人驾驶模式下的转向跟踪控制性能。     

四轮车辆滑移转向结构条件分析

建立了四轮车辆滑移转向运动学模型,在此模型的基础上建立了四轮滑移转向的动力学方程,通过该方程得出了四轮车辆实现滑移转向的结构条件,可为四轮滑移转向车辆的设计提供参考。     

农业机器人路径优化及轨迹跟踪研究—基于遗传算法

随着我国信息化水平的不断提高,以及机械自动化、计算机控制系统和测试计量行业的不断发展,移动机器人达到了一个全新的高度,智能机器人被广泛应用到农业生产、工业生产和高等研究等各个领域。在机器人众多研究问题中,路径规划和轨迹跟踪一直是比较复杂并较难解决的问题。为此,基于遗传算法,根据移动机器人工作特点和运动特性,采用几何法建立了机器人工作空间的环境模型,并对路径进行了有效编码,为机器人实时规划出无碰撞、路线短的全局路径,对其运动轨迹进行有效跟踪。仿真实验表明:所设计研究的机器人全局路径规划和轨迹跟踪技术具有较好的效果,其在行进过程中能及时、有效地避开前方障碍,可靠性强,稳定性好,应用前景非常广阔。     

RBF神经网络增量式PID自动转向控制系统设计

平地机在田间作业环境下存在复杂非线性时变系统,很难建立精确模型,而传统的PID控制仅仅局限应用于线性系统,控制效果不佳等问题。为了提高田间作业时的转向控制精度,提出了一种基于RBF神经网络增量式PID的控制方法。该方法采用RBF神经网络对增量式PID增益参数进行自适应调整和辨识,并针对控制模型通过仿真实验对比分析了所提出的RBF神经网络增量式PID控制方案与传统PID在平地机转向控制中对方波轨迹跟踪的效果,从而验证了所提出的RBF神经网络增量式PID控制方案的优越性。结果表明:该控制方法对复杂非线性的平地机转向控制系统具有良好的适应性、鲁棒性和实时性,取得了令人满意的控制效果,为后续农业机械自动导航转向控制实际应用环境控制策略的制定提供了有价值的参考。     

唐山市生态系统健康程度评价与预测研究

阐述了PSR（Pressure-State-Response）模型的概念及内容,运用PSR模型分析了唐山市生态系统健康状况及其制约因子,建立了唐山市生态系统健康评价指标体系,并用层次分析法确定各指标权重;计算2004～2012年唐山市生态系统健康综合指数及PSR分项指数并评价,评价结果显示近年来唐山市生态健康程度正由亚健康状态转向健康状态;对唐山市2013～2020年生态系统健康状况做出预测,结果显示唐山市生态系统健康状况呈良性发展态势。     

基于DTOPSIS法评价唐山北部山区板栗栽培气象条件

为了探讨唐山北部山区不同地方板栗栽培的气象条件特征,根据板栗生长周期对气候条件的要求,结合板栗生长特点和果树专家的思想,采用DTOPSIS分析法对唐山北部地区板栗生长适宜性的气象条件进行了综合优势评价。评价结果表明:从气候角度分析,唐山市北部各县（市、区）并非都适宜板栗生长,最适宜的地方当属北部山区的迁西县,其次是迁安,滦县、遵化、丰润和玉田则不适宜。      

河北省县域农田畜禽承载量与畜禽养殖量时空耦合

通过农作物种植面积计算农田畜禽承载量,并利用各类畜禽产排污系数估算区域畜禽理论养殖量,分析1994、2003、2013年河北省县域农田畜禽承载量与畜禽实际养殖量的变化态势及其耦合关系。研究表明:农作物播种面积呈现小幅波动态势,总量增加了83 663 hm2,以氮元素计的畜禽承载能力提高了108.7万头(猪当量);畜禽实际养殖量先增后减,总量增加了1 102万头(猪当量)。在仅考虑农作物种植面积消纳畜禽粪便的情境下,1994—2003年河北省有69个县市属于畜禽超载状态,有94.24%的县市生态持续衰退;2003—2013年农作物畜禽承载状况改善明显,超载的县市有26个,只占全省的18.7%。基于Ward聚类分析方法,将1994—2013年畜禽养殖量与农作物播种面积变化的耦合类型特征划分为9大区,提出了不同调控对策。     

基于MCR模型的市域生态空间网络构建

针对目前城市化进程中以中心城区为主的核心生态规划因忽视自然与城市之间的空间动态变化而导致城乡人居生态环境不协调的问题,以唐山市生态空间网络构建为出发点,基于形态学空间格局分析方法(MSPA)、最小累积阻力模型(MCR)对市域生态源地进行识别,提取生态源地间潜在生态廊道,结合重力模型定量分析廊道重要度,并构建唐山市生态空...     

唐山市曹妃甸区水资源开发利用评价分析

本文对河北省唐山市曹妃甸区的水资源量、供水、用水以及水资源开发利用情况进行了调查分析,研究了本地区的水资源特点.通过对曹妃甸区生活、工业、农业等用水情况的分析和研究,指出了水资源开发利用中存在的问题,并提出了有效解决曹妃甸区未来水资源紧缺的合理化建议,目的是为合理开发利用水资源,制定和完善水环境保护措施,实现曹妃甸地区经济的可持续发展提供参考依据.     

基于ESDA的河北省粮食单产空间格局变化研究

为揭示河北省粮食单产空间格局分布特征,因地制宜地制定区域粮食安全生产政策,采用泰尔指数模型与ESDA空间分析技术,对1987-2009年河北省136个县粮食单产的区域差异特征以及动态演变格局和成因进行分析。研究表明:粮食单产的整体差异和4个生态类型区的区间差异呈现逐渐缩小趋势,燕山太行山山前平原区、冀鲁豫低洼区和后山坝上高原区的内部差异在研究期内逐渐缩小,辽吉西、蒙东南、冀北山地区的内部差异呈现增长的过程,导致区域内差异对总体差异的贡献下降;河北省的粮食单产空间聚集程度有所减小,局部的空间相关来看,以石家庄市为中心粮食产量区域较为稳定,而张家口为中心的地产区域有扩大趋势;影响粮食单产格局变化最为主要的因素是有效灌溉面积、单位面积劳动力投入和粮食收购价格指数等。     

冲水洗盐对滨海盐碱地盐分变化的影响

【目的】改良盐碱地。【方法】通过引水冲刷的方法,研究盐碱地盐分因子的时空变化,采用常规理化分析方法对样点土壤的盐碱度进行分析,并比较土壤的阴阳离子和生态离子之间的相关性。【结果】随着冲洗的次数增多,土壤中SAR从11.87 mmol/L降到3.02 mmol/L,pH值(从8.47降到8.25,夏季盐碱因子量最低,而秋季为返盐期盐碱因子小幅增加;盐度量随着月份的增加而增加,10月份最大为8.30‰;EC和TDC呈先减小后增加的趋势,分别从982.67μS/cm到1 037.67μS/cm和491.33 mg/L到523.67 mg/L;上、中、下层土在不同月份间有差异。本试验盐碱离子主要是Na+、CL-构成,表现为CL->Na+>Mg2+>SO42->Ca2+>HCO3->K+>CO32-,SAR与Na+极显著正相关。【结论】减少土壤中Na+量对治理盐碱地具有极大的作用。     

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。     

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。