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基于滑模控制的无人驾驶自行车设计与仿真
被引量：
1
1
作者
刘佩佩
周亚丽
张奇志
《计算机仿真》
北大核心
2023年第2期449-453,465,共6页
针对无人驾驶自行车无法实现自平衡的问题,设计一种由滚珠丝杠滑台、滑块、曲柄和连杆组成的曲柄滑块机构,并采用滑模控制方法来控制车体的平衡和运动方向。先对曲柄滑块机构的运动特性及受力进行了分析,分别得到滑块位置与前车把转角...
针对无人驾驶自行车无法实现自平衡的问题,设计一种由滚珠丝杠滑台、滑块、曲柄和连杆组成的曲柄滑块机构,并采用滑模控制方法来控制车体的平衡和运动方向。先对曲柄滑块机构的运动特性及受力进行了分析,分别得到滑块位置与前车把转角的关系以及转向电机输出力矩与前车把所受力矩的关系。通过分析无人驾驶自行车在直立行驶过程中的动力学特性,采用拉格朗日方程法建立了系统的动力学模型。设计了滑模控制器并进行了仿真分析。仿真结果表明,文中所采用的控制方法可以在转向电机输出很小力矩的情况下实现无人驾驶自行车的直立平衡运动。
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关键词
无人驾驶
自行车
曲柄滑块机构
直立平衡运动
滑模控制
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职称材料
曲柄滑块控制的无人驾驶自行车设计与实现
被引量：
3
2
作者
刘佩佩
周亚丽
+1 位作者
张奇志
徐鑫鑫
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2021年第3期81-86,共6页
开发了一种由曲柄滑块机构控制的无人驾驶自行车系统。首先通过质点系相对于动轴的动量矩定理,并结合曲柄滑块机构的运动特性对自行车系统进行动力学分析,建立简化动力学模型;然后以STM32嵌入式微处理器为控制核心,外接Intel NUC6i7KYK...
开发了一种由曲柄滑块机构控制的无人驾驶自行车系统。首先通过质点系相对于动轴的动量矩定理,并结合曲柄滑块机构的运动特性对自行车系统进行动力学分析,建立简化动力学模型;然后以STM32嵌入式微处理器为控制核心,外接Intel NUC6i7KYK小型PC主机、伺服控制单元、MPU-6050姿态传感器等进行了电控系统的设计;其次进行软件系统的设计,分别设计了系统操作界面,以及采用双闭环控制方法的思路设计了无人驾驶自行车系统直立稳定行走的控制算法;最后的样机试验结果验证了所设计的无人驾驶自行车系统可以实现在水平路面上的直立稳定行走,为进一步开展无人驾驶自行车系统平衡运动控制以及路径规划等提供帮助。
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关键词
无人驾驶
自行车
曲柄滑块机构
双闭环控制
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职称材料
无人驾驶自行车驱动轮纵向滑移率的估算方法
被引量：
2
3
作者
庄未
苏晓
+2 位作者
黄浩
李高明
黄用华
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2020年第6期942-947,共6页
车轮质心线速度求解是无人驾驶自行车驱动轮滑移率估算的关键问题。本文探讨动态估算无人驾驶自行车驱动轮纵向滑移率的方法,建立一种可以实时描述车架侧向运动的二阶动态响应数学模型,结合多种车载传感器的信息,借助两种不同的途径推...
车轮质心线速度求解是无人驾驶自行车驱动轮滑移率估算的关键问题。本文探讨动态估算无人驾驶自行车驱动轮纵向滑移率的方法,建立一种可以实时描述车架侧向运动的二阶动态响应数学模型,结合多种车载传感器的信息,借助两种不同的途径推导出驱动轮质心速度,通过加权滤波对两者进行折中得到驱动轮质心速度的估计值,最后根据车轮的转速与求得的质心速度给出滑移率的计算算法。本文通过虚拟样机仿真和物理样机实验的结果验证了所提方法的有效性。
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关键词
无人驾驶
自行车
纵向滑移率
信息融合
动态响应
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职称材料
车把前倾角对无人驾驶自行车90°圆周运动的影响
被引量：
2
4
作者
庄未
苏晓
+1 位作者
赵逸舟
张瑞欣
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期256-264,共9页
系统的机械结构参数对其性能具有重要的影响。针对一种无机械平衡调节器的无人驾驶自行车,研究不同的车把前倾角对其90°圆周平衡运动的影响问题。给出基于査普雷金(Chaplygin)方程的系统欠驱动力学模型,结合部分反馈线性化的控制...
系统的机械结构参数对其性能具有重要的影响。针对一种无机械平衡调节器的无人驾驶自行车,研究不同的车把前倾角对其90°圆周平衡运动的影响问题。给出基于査普雷金(Chaplygin)方程的系统欠驱动力学模型,结合部分反馈线性化的控制方法设计圆周90°运动的平衡控制器,分别设定车把前倾角的角度为0°、8°、16°、24°,对自行车90°圆周运动进行数值仿真和物理样机试验。结果表明,在一定范围内增大车把前倾角,有利于减小无人驾驶自行车的横滚角、横滚角速度及前轮驱动力矩,但会使其前车轮转速增大。研究结果可为无人驾驶自行车的结构优化提供理论参考。
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关键词
无人驾驶
自行车
车把前倾角
动力学建模
90°圆周运动
原文传递
题名
基于滑模控制的无人驾驶自行车设计与仿真
被引量：
1
1
作者
刘佩佩
周亚丽
张奇志
机构
北京信息科技大学自动化学院
出处
《计算机仿真》
北大核心
2023年第2期449-453,465,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(12172059)。
文摘
针对无人驾驶自行车无法实现自平衡的问题,设计一种由滚珠丝杠滑台、滑块、曲柄和连杆组成的曲柄滑块机构,并采用滑模控制方法来控制车体的平衡和运动方向。先对曲柄滑块机构的运动特性及受力进行了分析,分别得到滑块位置与前车把转角的关系以及转向电机输出力矩与前车把所受力矩的关系。通过分析无人驾驶自行车在直立行驶过程中的动力学特性,采用拉格朗日方程法建立了系统的动力学模型。设计了滑模控制器并进行了仿真分析。仿真结果表明,文中所采用的控制方法可以在转向电机输出很小力矩的情况下实现无人驾驶自行车的直立平衡运动。
关键词
无人驾驶
自行车
曲柄滑块机构
直立平衡运动
滑模控制
Keywords
Unmanned bicycle
Crank slider mechanism
Upright balance movement
Sliding mode control
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
曲柄滑块控制的无人驾驶自行车设计与实现
被引量：
3
2
作者
刘佩佩
周亚丽
张奇志
徐鑫鑫
机构
北京信息科技大学自动化学院
北京沃普拉斯科技有限公司
出处
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2021年第3期81-86,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11672044)。
文摘
开发了一种由曲柄滑块机构控制的无人驾驶自行车系统。首先通过质点系相对于动轴的动量矩定理,并结合曲柄滑块机构的运动特性对自行车系统进行动力学分析,建立简化动力学模型;然后以STM32嵌入式微处理器为控制核心,外接Intel NUC6i7KYK小型PC主机、伺服控制单元、MPU-6050姿态传感器等进行了电控系统的设计;其次进行软件系统的设计,分别设计了系统操作界面,以及采用双闭环控制方法的思路设计了无人驾驶自行车系统直立稳定行走的控制算法;最后的样机试验结果验证了所设计的无人驾驶自行车系统可以实现在水平路面上的直立稳定行走,为进一步开展无人驾驶自行车系统平衡运动控制以及路径规划等提供帮助。
关键词
无人驾驶
自行车
曲柄滑块机构
双闭环控制
Keywords
unmanned self-driving bicycle
crank slider mechanism
double closed-loop control
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
无人驾驶自行车驱动轮纵向滑移率的估算方法
被引量：
2
3
作者
庄未
苏晓
黄浩
李高明
黄用华
机构
桂林电子科技大学机电工程学院
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2020年第6期942-947,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51765011,51865005)
广西自然科学基金项目(2018JJA160115,2018JJA160116)资助。
文摘
车轮质心线速度求解是无人驾驶自行车驱动轮滑移率估算的关键问题。本文探讨动态估算无人驾驶自行车驱动轮纵向滑移率的方法,建立一种可以实时描述车架侧向运动的二阶动态响应数学模型,结合多种车载传感器的信息,借助两种不同的途径推导出驱动轮质心速度,通过加权滤波对两者进行折中得到驱动轮质心速度的估计值,最后根据车轮的转速与求得的质心速度给出滑移率的计算算法。本文通过虚拟样机仿真和物理样机实验的结果验证了所提方法的有效性。
关键词
无人驾驶
自行车
纵向滑移率
信息融合
动态响应
Keywords
unmanned bicycle
longitudinal slip rate
information fusion
dynamic response
calculation algorithm
simulation
physical prototype test
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
车把前倾角对无人驾驶自行车90°圆周运动的影响
被引量：
2
4
作者
庄未
苏晓
赵逸舟
张瑞欣
机构
桂林电子科技大学机电工程学院
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期256-264,共9页
基金
国家自然科学基金(51765011,51865005)
广西自然科学基金(2018JJA160115,2018JJA160116)资助项目。
文摘
系统的机械结构参数对其性能具有重要的影响。针对一种无机械平衡调节器的无人驾驶自行车,研究不同的车把前倾角对其90°圆周平衡运动的影响问题。给出基于査普雷金(Chaplygin)方程的系统欠驱动力学模型,结合部分反馈线性化的控制方法设计圆周90°运动的平衡控制器,分别设定车把前倾角的角度为0°、8°、16°、24°,对自行车90°圆周运动进行数值仿真和物理样机试验。结果表明,在一定范围内增大车把前倾角,有利于减小无人驾驶自行车的横滚角、横滚角速度及前轮驱动力矩,但会使其前车轮转速增大。研究结果可为无人驾驶自行车的结构优化提供理论参考。
关键词
无人驾驶
自行车
车把前倾角
动力学建模
90°圆周运动
Keywords
unmanned bicycle
handle forward bar angle
dynamic modeling
90°circular motion
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于滑模控制的无人驾驶自行车设计与仿真
刘佩佩
周亚丽
张奇志
《计算机仿真》
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
2
曲柄滑块控制的无人驾驶自行车设计与实现
刘佩佩
周亚丽
张奇志
徐鑫鑫
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2021
3
下载PDF
职称材料
3
无人驾驶自行车驱动轮纵向滑移率的估算方法
庄未
苏晓
黄浩
李高明
黄用华
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
4
车把前倾角对无人驾驶自行车90°圆周运动的影响
庄未
苏晓
赵逸舟
张瑞欣
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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