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农业车辆导航系统中自动控制技术的研究进展 被引量：27
1
作者 田海清 应义斌 张方明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期148-152,共5页
农业车辆的自动控制系统是车辆导航系统的重要组成部分。从转向机构和转向控制两个方面综述了国内外农业车辆导航系统中控制技术的研究进展,并对基于运动学模型、动力学模型、智能控制和PID控制这4种基本转向控制方法进行了分析,提出了... 农业车辆的自动控制系统是车辆导航系统的重要组成部分。从转向机构和转向控制两个方面综述了国内外农业车辆导航系统中控制技术的研究进展,并对基于运动学模型、动力学模型、智能控制和PID控制这4种基本转向控制方法进行了分析,提出了目前农业车辆自动导航控制方面所面临的一些难点问题。 展开更多
关键词 农业车辆 导航 转向机构 转向控制
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应用模糊自适应PID和预瞄策略的自主车辆转向控制 被引量：25
2
作者 王京起 陈慧岩 郑培 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期367-371,共5页
文中结合智能车辆路径跟踪过程中转向控制方面的特点 ,提出了一种将模糊逻辑、预瞄规律和自适应PID控制相结合的控制策略 ,建立起了相应的模型 ,验证了该方法的可行性和有效性 。
关键词 预瞄策略 汽车 转向控制 PID控制 模糊逻辑 路径跟踪
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电动方向盘插秧机转向控制系统设计 被引量：29
3
作者 何杰 朱金光 +3 位作者 罗锡文 张智刚 胡炼 高阳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期10-17,共8页
电动方向盘作为农机导航系统的转向执行机构在中小型旱地拖拉机上已有应用,但在水田农业机械等转向阻力大的农机上的适应性尚有待研究。该文以井关PZ-60型水稻插秧机为平台,采用电动方向盘作为转向执行机构,对插秧机自动转向控制进行了... 电动方向盘作为农机导航系统的转向执行机构在中小型旱地拖拉机上已有应用,但在水田农业机械等转向阻力大的农机上的适应性尚有待研究。该文以井关PZ-60型水稻插秧机为平台,采用电动方向盘作为转向执行机构,对插秧机自动转向控制进行了研究。构建了插秧机转向机构的系统模型,采用系统辨识试验获得了系统模型参数。设计了基于PID的嵌套转向控制算法,采用Simulink仿真模型验证了算法的可行性。分别进行了幅值10°的正弦波、水田小角度转向(直线行驶跟踪)和水田大角度转向(调头)控制性能试验,试验结果表明:插秧机正弦波转向跟踪平均绝对误差为0.301 5°,平均延时0.3 s;在泥底层平坦和不平坦的水田中直线行驶时的转向角跟踪平均绝对误差分别为0.354°和0.663°,平均延迟时间均为0.6 s,角度跟踪偏差最大分别为1.4°和3.6°,深泥脚转向阻力大时有1.4 s的控制滞后;插秧机以28°转向角调头时调节时间为2.5 s,稳态误差为0.6%。研究表明,电动方向盘转向系统具有较好的动态响应和控制稳定性,适用于插秧机作业的自动转向控制,满足插秧机自动导航作业要求。 展开更多
关键词 农业机械 导航 控制 电动方向盘 水稻插秧机 转向控制 嵌套算法 系统辨识
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基于CAN总线的农业车辆自动导航控制系统 被引量：25
4
作者 纪朝凤 刘刚 +1 位作者 周建军 张漫 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期28-32,共5页
以ISO 11783协议作为系统数据通信的标准,开发了基于CAN总线的农业车辆自动导航控制系统,该系统包括控制终端、GPS节点、电子罗盘节点、角度传感器节点及转向控制节点,其中控制节点采用比例参数可调节的自适应PID控制算法实现车辆的转... 以ISO 11783协议作为系统数据通信的标准,开发了基于CAN总线的农业车辆自动导航控制系统,该系统包括控制终端、GPS节点、电子罗盘节点、角度传感器节点及转向控制节点,其中控制节点采用比例参数可调节的自适应PID控制算法实现车辆的转向控制。通信测试结果表明,该系统能够实时可靠地采集多个传感器信息和传输控制指令。车辆导航实验结果表明,转向控制方法能够以较快的速度跟踪目标值,具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 转向控制 通信数据网络 自适应PID控制 CAN总线
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横摆角速度反馈汽车转向控制的理论研究 被引量：21
5
作者 郭孔辉 轧浩 宗昌富 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期61-64,共4页
从理论上研究了具有横摆角速度反馈特性的汽车转向控制系统 ,对横摆角速度反馈控制、定增益形式横摆角速度反馈控制进行了系统研究和综合比较 ,横摆角速度反馈不但使横摆角速度响应的带宽增大 ,而且同时使横摆角速度阻尼增大 ,并减小车... 从理论上研究了具有横摆角速度反馈特性的汽车转向控制系统 ,对横摆角速度反馈控制、定增益形式横摆角速度反馈控制进行了系统研究和综合比较 ,横摆角速度反馈不但使横摆角速度响应的带宽增大 ,而且同时使横摆角速度阻尼增大 ,并减小车辆重心侧偏角的稳态增益和侧向加速度超调量 ,使得转向运动更加平稳、方向性得到一定程度的改善。另外 ,研究表明两种前轮转向控制方法对高速工况下的车辆和过度转向车辆的作用非常明显 。 展开更多
关键词 横摆角速度 反馈 定增益 汽车 转向控制
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基于不同电机的拖拉机自动导航转向控制系统性能对比 被引量：20
6
作者 李世超 曹如月 +3 位作者 季宇寒 徐弘祯 张漫 李寒 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第B07期40-49,共10页
为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机、伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了拖拉机自动转向执行机构,并配备了工控机PC... 为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机、伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了拖拉机自动转向执行机构,并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件,能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法,设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明,当拖拉机作业速度为0.8m/s时,两种实验条件下,步进电机导航系统的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm,伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm,步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm,步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。 展开更多
关键词 自动导航 转向控制 电机选型 嵌套双闭环控制 PID控制算法
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基于MPC的车道保持系统转向控制策略 被引量：20
7
作者 罗莉华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1015-1020,共6页
针对汽车的自动车道保持系统,研究了基于模型预测控制(MPC)的转向控制策略.对车辆的侧向动力学和轮胎的侧偏特性进行分析,研究了以位移偏差、横摆角偏差和两者微分项为状态变量、前轮转向角为控制输入的侧向动力学模型;在该模型的基础上... 针对汽车的自动车道保持系统,研究了基于模型预测控制(MPC)的转向控制策略.对车辆的侧向动力学和轮胎的侧偏特性进行分析,研究了以位移偏差、横摆角偏差和两者微分项为状态变量、前轮转向角为控制输入的侧向动力学模型;在该模型的基础上,建立了车道自动保持控制的优化性能指标和系统约束,引入了平滑的期望参考轨迹,设计了基于MPC的转向控制策略.仿真试验证明,在不同车速下,该控制策略均能迅速消除侧向位移偏差和横摆角偏差,保证车辆沿着车道中心线行驶,并有效平滑系统的动态响应,具有较好的适应性和鲁棒性. 展开更多
关键词 自动车道保持 转向控制 侧向动力学模型 模型预测控制
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基于LQR变传动比控制的4WIS电动车转向控制仿真研究 被引量：20
8
作者 董铸荣 张欣 +1 位作者 胡松华 邱浩 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期79-85,共7页
理想转向特性对改善车辆操纵稳定性有重要意义。本文中基于LQR最优控制理论,提出了一种新型后轮主动转向变传动比控制策略。首先,综合考虑低速操纵响应性与高速行驶稳定性,建立4WIS电动车理想转向特性;接着根据变传动比曲线设计预期的... 理想转向特性对改善车辆操纵稳定性有重要意义。本文中基于LQR最优控制理论,提出了一种新型后轮主动转向变传动比控制策略。首先,综合考虑低速操纵响应性与高速行驶稳定性,建立4WIS电动车理想转向特性;接着根据变传动比曲线设计预期的横摆角速度,并基于LQR最优控制理论提出了主动后轮转向控制策略,以跟踪横摆角速度的预期值;最后,针对典型的双移线工况,进行人车路闭环控制仿真,结果表明,所提出的控制策略较好地实现了理想转向特性。 展开更多
关键词 4WIS电动车 转向控制 LQR 变传动比 闭环仿真
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以角速度为转向动作反馈的拖拉机自动导航控制系统 被引量：17
9
作者 高雷 胡静涛 +1 位作者 李逃昌 刘晓光 《农机化研究》 北大核心 2015年第3期25-29,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 拖拉机 角速度计 转向控制 自动导航 串级控制
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船舶运动的混合智能控制 被引量：5
10
作者 杨国勋 郭晨 贾欣乐 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期21-25,共5页
将混合智能算法应用于船舶航向、转向控制 ,充分发挥了模糊逻辑、神经网络和遗传算法各自的优势 .采用 GA寻优与 BP算法学习模糊神经网络参数 ,通过竞争学习算法从样本数据中获取模糊控制规则 ,并与专家经验有机结合 ,弥补了各自的不足 .
关键词 船舶运动 混合智能控制 参数学习 结构学习 船舶航向 转向控制
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步进电机控制系统设计与实现 被引量：13
11
作者 赵鹏 李帅波 +1 位作者 钱美 王宇飞 《自动化仪表》 CAS 2022年第11期87-90,94,共5页
针对传统的步进电机控制系统功能单一、显示不直观或有特定的微控制器无法二次开发的问题,提出了以IAP15单片机为控制器,结合步进电机驱动器、按键电路、有机发光二极管(OLED)电路及两相步进电机实现对步进电机控制系统的软硬件设计。... 针对传统的步进电机控制系统功能单一、显示不直观或有特定的微控制器无法二次开发的问题,提出了以IAP15单片机为控制器,结合步进电机驱动器、按键电路、有机发光二极管(OLED)电路及两相步进电机实现对步进电机控制系统的软硬件设计。该系统具备步进电机的启停、加减速、转向调节及位置控制功能;具备通过对步进电机驱动器细分的设置实现精确定位的功能;具备步进电机转速、转向、驱动脉冲频率、位置及工作状态的实时显示功能。软件采用主程序调用子程序的形式编写,方便程序的维护与升级。试验证明,该系统具有对步进电机工作方式调节方便、显示直观及工作性能稳定等优点,对于以步进电机为驱动对象的丝杆滑台、机械臂等设备的调速、定位及功能扩展有一定的借鉴作用。 展开更多
关键词 步进电机 单片机 驱动器 转速控制 转向控制 位置控制 有机发光二极管
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基于PID控制的拖拉机自动转向系统 被引量：12
12
作者 连世江 陈军 +1 位作者 贾海政 张伟华 《农机化研究》 北大核心 2009年第6期211-213,共3页
为了提高自动行驶车辆转向系统的控制性能,以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象进行拖拉机转向控制系统研究,以车辆目标前轮转角和实际转角的偏差为输入变量,设计车辆转向PID控制器,通过对转向驱动电机的控制实现拖拉机转向控制。仿真和... 为了提高自动行驶车辆转向系统的控制性能,以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象进行拖拉机转向控制系统研究,以车辆目标前轮转角和实际转角的偏差为输入变量,设计车辆转向PID控制器,通过对转向驱动电机的控制实现拖拉机转向控制。仿真和实验结果表明,所设计的控制器具有良好的快速性和准确性,能够满足拖拉机转向控制的需求。 展开更多
关键词 拖拉机 转向控制 自动行驶 PID控制
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摄像头黑线识别算法和赛车行驶控制策略 被引量：12
13
作者 贾秀江 李颢 《电子产品世界》 2007年第5期146-147,共2页
按照首届全国大学生“飞思卡尔”智能车大赛规则要求，根据赛道特点，主要有两种寻线设计方案：光电传感器方案和摄像头方案。 这两种方案各有特点：光电传感器构成“线型检测阵列”的方案简单易行，但由于受规则限制（传感器数量不超... 按照首届全国大学生“飞思卡尔”智能车大赛规则要求，根据赛道特点，主要有两种寻线设计方案：光电传感器方案和摄像头方案。 这两种方案各有特点：光电传感器构成“线型检测阵列”的方案简单易行，但由于受规则限制（传感器数量不超过16个），光电管的数量不可能太多，从而单个线型检测阵列所能确定的指引线信息较少。所以采用此方案寻线精度不够高，在舵机转向控制时会产生直道蛇行或弯道舵机回摆，并且判断距离有限。 展开更多
关键词 摄像头 控制策略 识别算法 光电传感器 行驶 赛车 黑线 转向控制
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汽车线控转向系统转向控制研究 被引量：12
14
作者 于蕾艳 吴宝贵 伊剑波 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期267-273,共7页
针对汽车线控转向系统在转向盘和转向轮之间不存在机械连接的问题,进行适当的转向控制,使转向轮转角与转向盘转角的关系根据行驶状况实时调整.分析了线控转向系统转向控制的实现结构、工作原理和控制目标.从车辆动力学与控制的角度归纳... 针对汽车线控转向系统在转向盘和转向轮之间不存在机械连接的问题,进行适当的转向控制,使转向轮转角与转向盘转角的关系根据行驶状况实时调整.分析了线控转向系统转向控制的实现结构、工作原理和控制目标.从车辆动力学与控制的角度归纳分析了转向控制的内容,包括转向传动比算法、车辆稳定性控制、四轮转向控制、路径跟踪控制和转向电动机控制算法等方面,分析了经典控制方法、鲁棒控制方法、滑模控制方法、智能控制和分数阶PID控制等多种控制方法.分析了线控转向系统转向控制的试验技术,指出了转向控制研究的应用前景和发展趋势.结果表明:线控转向系统进行适当的转向控制能提高汽车操纵稳定性. 展开更多
关键词 线控转向系统 转向控制 控制方法 转向传动比 操纵稳定性
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基于模糊PID变阻尼方法的农机自动转向控制系统研究 被引量：13
15
作者 尹纯源 王卓 +1 位作者 白晓平 杨亮 《中国农机化学报》 2016年第11期111-115,共5页
为提高农机自动转向过程中的动态性能,提出一种模糊PID变阻尼控制方法。首先,针对电控液压式农机自动转向控制系统,建立统一的二阶系统模型。然后,基于该控制方法设计模糊PID变阻尼控制器,能够通过在线调整反馈通道增益,达到改变系统阻... 为提高农机自动转向过程中的动态性能,提出一种模糊PID变阻尼控制方法。首先,针对电控液压式农机自动转向控制系统,建立统一的二阶系统模型。然后,基于该控制方法设计模糊PID变阻尼控制器,能够通过在线调整反馈通道增益,达到改变系统阻尼比的目的。最后,与传统PID控制方法进行对比实验。实验结果表明,该方法能够显著降低系统的超调和振荡,提高农机自动转向控制过程中的转向快速性和稳定性。 展开更多
关键词 农机 转向控制 模糊PID 变阻尼
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智能小车的无支路循迹算法设计 被引量：13
16
作者 赵涓涓 杜麒麟 +1 位作者 屈明月 强彦 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第6期147-149,201,共4页
智能小车作为一种四轮驱动式的移动机器人,拥有广阔的应用前景。通过对自主循迹智能小车的研究,在BFD-1000循迹模块的基础上重新设计了避障算法,利用四级转弯模式和修正模式的设计有效地解决了"圆形"陷阱问题,消除了普通循迹... 智能小车作为一种四轮驱动式的移动机器人,拥有广阔的应用前景。通过对自主循迹智能小车的研究,在BFD-1000循迹模块的基础上重新设计了避障算法,利用四级转弯模式和修正模式的设计有效地解决了"圆形"陷阱问题,消除了普通循迹算法中的"颤抖"现象。重点解决智能小车在无分支轨迹上行驶不够流畅的问题,实现使小车流畅转弯的目标。算法经过反复实验测试以调整参数,最终达到了较好的循迹效果。 展开更多
关键词 智能小车 循迹算法 转向控制 优化 修正模式 避障
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双侧电驱动履带车辆等效条件积分滑模稳定转向控制 被引量：12
17
作者 曾庆含 马晓军 +1 位作者 廖自力 魏曙光 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1351-1358,共8页
履带车辆转向阻力随行驶状态呈现非线性、大范围变化的现象,且由于车辆惯性大、电机驱动能力有限,易进入深度饱和状态,而双侧电机动力相互独立,要实现车辆全速度范围的稳定转向必须对两侧力矩进行有效控制。针对以上问题,设计了一种横... 履带车辆转向阻力随行驶状态呈现非线性、大范围变化的现象,且由于车辆惯性大、电机驱动能力有限,易进入深度饱和状态,而双侧电机动力相互独立,要实现车辆全速度范围的稳定转向必须对两侧力矩进行有效控制。针对以上问题,设计了一种横摆角速度控制律。开展转向动力学分析,提出速度、横摆角速度转向控制结构;设计了一种带等效控制项的条件积分滑模控制算法,通过引入等效控制项,提高系统响应速度,减小滑模抖振;通过引入条件积分控制项,使滑模控制项边界层外与经典滑模性能一致,鲁棒性强,边界层内平滑切换为Anti-Windup结构的PI控制,便于消除误差,抑制积分饱和。Matlab与Recur Dyn联合仿真表明,提出的算法具备跟踪能力强、抗扰动和饱和、输出控制量平滑的优点,能够实现车辆稳定转向控制。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 履带车辆 电传动 转向控制 滑模控制
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基于两阶段纯追踪模型的农用车辆路径跟踪算法研究 被引量：8
18
作者 肖世德 江海锋 +3 位作者 杜金兰 王逸涵 孟祥印 熊鹰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期439-446,458,共9页
针对车辆自身加工、装配误差及轮胎侧滑等因素导致理论转向运动模型与实际转向运动模型不一致的情况,基于最小二乘法对车辆进行了转向运动模型辨识,得到了不同设定线速度下的转向运动模型。同时,为解决常规纯追踪算法计算得出的部分控... 针对车辆自身加工、装配误差及轮胎侧滑等因素导致理论转向运动模型与实际转向运动模型不一致的情况,基于最小二乘法对车辆进行了转向运动模型辨识,得到了不同设定线速度下的转向运动模型。同时,为解决常规纯追踪算法计算得出的部分控制量无法使车辆转向系统作出响应,造成路径跟踪精度下降问题,提出了一种考虑横向偏差和横偏角的两阶段纯追踪算法,并针对两个阶段的切换提出了设置过渡区滞后切换策略。模拟环境S形路径跟踪实验表明,在行驶速度为0.6 m/s时,固定前视距离的纯追踪算法平均横向偏差为0.5238 m,两阶段纯追踪算法为0.3616 m,其跟踪精度提高30.9%,较固定前视距离的纯追踪算法具有更好的路径跟踪性能。采用滞后切换策略将两阶段的切换跳变率从2.18%减至1.16%,抑制效果提升46.8%。 展开更多
关键词 农用车辆 纯追踪算法 路径跟踪 滞后切换 转向控制
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单片机控制的汽车电动助力转向系统 被引量：7
19
作者 刘俊 陈无畏 +1 位作者 王启瑞 陈品 《电子技术（上海）》 2004年第10期7-11,共5页
电动助力转向系统是汽车动力转向控制研究的前沿,文章阐述了电动助力转向系统的组成与工作原理,分别从软、硬件两个方面描述基于单片机控制的汽车电动助力转向系统。该系统通过装车实验,效果明显,符合设计要求。
关键词 电动助力转向系统 汽车动力 转向控制 单片机控制 装车 设计要求 组成 硬件 描述 工作原理
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基于模糊控制的仿生机器鱼转向控制研究 被引量：11
20
作者 谢超平 孔峰 陶金 《机器人技术与应用》 2009年第4期26-28,共3页
针对一类微小型仿生机器鱼的转向控制问题,结合其自身运动的特点,提出一种基于模糊控制的转向控制算法.根据实验室经验建立模糊控制规则,运用Mamdani推理,构造出控制响应表.通过避障问题对算法进行验证,仿真结果表明,该方法对机器鱼的... 针对一类微小型仿生机器鱼的转向控制问题,结合其自身运动的特点,提出一种基于模糊控制的转向控制算法.根据实验室经验建立模糊控制规则,运用Mamdani推理,构造出控制响应表.通过避障问题对算法进行验证,仿真结果表明,该方法对机器鱼的转向控制有效,可行且能满足实时性的要求. 展开更多
关键词 仿生机器鱼 模糊控制 转向控制
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