四轮独立驱动无人车运动控制研究

四轮独立驱动转向的底盘相较于传统的非独立转向底盘响应速度和灵活性更高,更契合未来无人车的发展方向.通过分析车辆底盘的转向方式以及对应的运动规律,研究了不同转向方案下车辆的运动学状态方程模型,并在此模型的基础上建立了跟踪控制的控制目标和系统约束,设计了基于模型预测控制的转向控制算法,并搭建了 Simulink-Carsi...     

SLS快速成形的直线导轨高速扫描动态轨迹误差的仿真

选择性激光烧结SLS快速成形XY直线导轨扫描系统进给运动由数字式随动控制系统产生，系统中存在随动跟踪误差，它与SLS成形扫描系统的运动速度和加工程序所控制的指令运动轨迹密切相关，称轨迹误差。在其高速运动的情况下，随动跟踪误差对成形工件的精度影响极大，是不可忽视的加工误差因素，必须对其进行计算和预测，以便采取相应措施，进一步提高加工精度。     

四轮独立驱动电动车控制系统FlexRay通信网络的设计与实现

四轮独立驱动电动汽车控制系统对通信确定性有更高的要求。基于汽车总线开发V模式流程,从四轮独立驱动控制系统通信需求出发,设计其FlexRay通信网络;采用Network Designer生成网络数据库,导入到CANoe.FlexRay软件对网络进行了全仿真、半实物仿真,验证了所设计的FlexRay通信网络的协议参数的正确性,最后将该网络用于样车中;实验结果表明,所设计的FlexRay通信网络完全可用于四轮独立驱动电动车控制系统,具有较高的可靠性、确定性及实时性,能够满足控制系统的通信需求。     

基于Compax3的伺服升降平台控制系统设计

针对现有同步、大载荷升降平台行程控制精度低、人机交互性差的缺点,设计了一种基于Compax3伺服控制器的升降平台控制系统。利用一台伺服电机驱动多个滚珠丝杆同步螺旋升降运动,分别通过CANopen和串口通信的方式实现本地、远程同时对升降平台的运动控制和状态监控,并且独立控制电机刹车方便安装和调试。试验结果表明,该控制系统的行程控制误差小于0.1mm,系统控制精度高、人机界面友好、功能丰富、性能稳定,具有较高的工程应用价值。     

光电导引的四轮移动机器人设计

全国大学生智能车竞赛要求设计一种能按要求快速稳定平移和转向的光电导引的四轮移动机器人系统。因此分别建立了前轮S-D5舵机转向模型和二阶后轮RS540电机驱动数学模型,设计了基于模糊控制的前轮转向算法、基于解析式控制器的智能自适应PID后轮驱动算法、赛道判别算法,改进了线性CCD采集图像处理算法,利用基于二值化的双向跳变沿检测法代替单向跳变沿检测并采用膨胀腐蚀算法滤除噪声。实际调试结果表明：所设计的机器人能快速稳定地沿赛道运动,验证了系统设计的可行性和算法的有效性。     

液压驱动四足机器人控制系统开发

针对液压驱动四足机器人的结构特点和自动化运动需求,设计基于CAN总线通信的分层式控制系统,分为远程监控层、规划控制层和执行控制层三层,并按照控制系统总体设计方案进行硬件系统和软件系统开发;该控制系统应用基于WINDOWS的PC机和基于ARM开发的触摸操控板进行远程监测和控制,采用基于QNX的PCI/104单板机对机器人的运动进行规划,选用DSP作为执行机构处理器,从而构建了一个具有工作性能稳定、实时响应快、结构紧凑等特点的控制系统平台;软件系统采用模块化设计的思想进行开发,提高了控制系统的扩展性;最后,通过对液压缸运动的控制实验,验证了该控制系统的稳定性和可靠性。     

一种小型轮式平台的设计与运动仿真

针对传统轮式车辆转向半径大,转向阻力大的问题,提出一种新型的轮式车辆平台方案。该平台由定轴转动的前轮和万向轮后轮组成,主动轮是由轮毂电机独立驱动的前轮,后轮为从动轮。相比于传统的车辆,该平台引进了万向轮,大大加强了平台的灵活性,转向更加方便。通过在Solid Works中建立模型,然后在RecurDyn中进行仿真,设置不同的实验条件,根据实验结果可以得到：当后轮为万向轮时,平台具有较好的转弯能力。这一结果可以为科学研究和实际应用提供理论依据。     

基于RFID的智能跟踪机器人的设计

针对国内各种智能机器人的智能跟踪难这一现状,设计出一种基于RFID技术的智能跟踪的机器人,能实现对携有特定电子标签的目标进行实时跟踪。该机器人以STC89C51单片机为核心,采用有源RFID读写器(HR6020C)和电子标签(WS-HT06)构建定位系统,采用单片机控制L298来驱动机器人的两个后轮,整个系统通过单片机进行整合、计算、处理数据,并发出指令,控制机器人对目标进行跟踪,进而达到机器人的智能跟踪的目的。实验结果表明,该机器人达到了智能跟踪的要求。     

基于多模态PID的曳引机驱动控制系统设计

曳引机的驱动控制系统是垂直升降电梯的关键设备,对电梯性能具有重要影响,具有较大的研究价值。对一种基于多模态PID控制的永磁同步曳引机电梯驱动控制系统进行了研究。给出了曳引机驱动控制系统的总体设计方案,将系统分为主控模块、驱动模块和信号采集模块进行设计并介绍了各模块硬件电路的设计。针对曳引机控制采用了电流、速度双闭环控制算法,给出了主控制器DSP的软件流程设计,并对速度环采用的多模态PID控制算法进行了研究。在电梯公司的试验塔对设计的驱动控制系统进行现场调试,调试结果表明电梯在高、中、低速下都能够良好地跟踪给定的S型速度曲线,且超调量较小,稳态误差较小,可以满足电梯控制的性能指标要求。     

基于模糊PID的多类型轴同步运动控制技术研究

在大型复杂设备中,存在着大量多轴联动或同步运动驱动机构。为提高多轴同步运动精度,对常用的同步控制模型进行了研究和分析,提出了以模糊PID控制算法为核心的主-从式与耦合式相结合的控制模型,并开展了双电机轴系统、双液压轴系统以及混合轴系统的建模仿真与试验分析。结果表明该控制方法不仅能够减小多轴同步系统的同步运动误差,还能有效减小外部干扰的影响。     

单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车各驱动模式转向特性研究

本文在对轮胎侧偏特性和轮胎力研究的基础上,提出了四轮轮毂电动汽车四种驱动模式的转向力矩分配问题。通过数学分析,将此问题转化为一个有约束条件的最优化求解问题,接着使用MATLAB优化工具箱,并采用有效集算法对此优化问题进行求解,最终解决了单轮电机失效时四种驱动模式的选择问题,为改善单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车的转向特性,防止车辆侧滑失稳提供了理论依据。最后采用汽车动力学仿真软件TESIS DYNAware对所提理论的正确性进行了仿真验证。     

基于电磁超声换能器的火车轮探伤研究

利用电磁超声探伤方法对检测火车轮表面及近表面缺陷进行实验探究,从而保证车轮质量,避免事故发生。文章介绍了火车车轮电磁超声探伤的原理和方法。根据电磁超声表面波辐射扩散角的分布情况,得出利用电磁超声表面波进行车轮踏面探伤的可行性。将制作的小巧换能器探头与便携式电磁超声探伤仪配合,能够实现对车轮的快速探伤检测。通过大量的车轮探伤实验,检出了典型车轮踏面缺陷。根据检测波形特点并结合生产工艺情况,分析得出产生缺陷的原因。研究表明:电磁超声无损检测方法能够快速、有效检出车轮踏面缺陷。     

非圆化磨耗激励下高速列车转向架区域噪声边频带产生机理及影响

该文通过对车辆噪声和车轮非圆化磨耗开展跟踪测试和分析,发现存在车轮非圆化磨耗的列车在运行过程中,其转向架区域噪声窄带频谱上会出现了以非圆化磨耗激励频率为中心,以过轨枕频率为间隔等间距分布的噪声峰值(即噪声边频带).这使得车轮非圆化磨耗不仅会影响其激励频率处的列车轨道结构的振动和噪声,还会对其他频段的噪声产生重要影响.为...     

The noise behavior of the wheel/rail-system— some supplementary results

Acoustical measurements were carried out on railroad coaches, on standard tracks and in the free field during test runs. In particular the influences of noise parameters like train speed, track condition, wheel type or locomotive propulsion were examined. Among other things, it appeared that the track conditions can vary considerably, a fact that has a great influence on all measurement values. One obtains a kind of “track profile” relatively independent of the train speed. Measurements both on the parts of the rail and in the free field during the pass-by of a train wheel, just as do the measurements of the wheel levels at the same time, indicate that the rail in the frequency range between 500 and 1200 Hz is the most important factor with regard to sound radiation. Only above this range is the wheel the essential radiator, mainly in the range around 2000 Hz. Further it could be ascertained that the total acceleration levels of the wheel rim have a greater speed exponent than the total acceleration levels of the rail. This can be important if one makes an extrapolation for high train speeds. Additional damping of coach wheels results in a greater noise reduction not only for the radiated sound but also for the structure-borne sound at the rails. This fact indicates the relatively strong coupling between rail and wheel. Furthermore it was ascertained that the levels generated by a locomotive in the upper frequency range are similar to those produced by damped coach wheels. A propulsion influence of an electrical locomotive on the radiated total sound level could not be ascertained. In the last section possible noise generating mechanisms are pointed out with regard to their importance as indicated by our present state of knowledge.     

复式降噪块地铁车轮减振降噪特性

为探究一种复式降噪块装置及其组合形式对某S型辐板地铁车轮的减振降噪效果和机理，在半消声室内，分别对1种自由状态下的标准车轮和3种形式的复式降噪块车轮开展振动声辐射特性及阻尼特性试验，并通过有限元建模对其进行了模态计算。结果表明：复式降噪块装置可在全频段内提高车轮阻尼比，并对车轮各部位有良好的减振效果，以轮辋和踏面的减振效果最为显著；其中，6个制振阻尼片形式的降噪块对车轮的降噪效果最显著，径向激励下的降噪量为13.1dB(A)，轴向激励下的降噪量为11.1dB(A)，降噪频段主要集中在1000Hz以上中高频。该文研究结果是对列车降噪研究领域的补充和发展。     

金刚石砂轮在精密光学加工中的应用技术

在精密光学加工中,金刚石砂轮被广泛应用于精磨各种硬脆性材料。为了提高光学零件的表面质量,降低亚表面损伤,精密金刚石砂轮的制造及其光学加工工艺受到广泛的关注。综述了金刚石砂轮的结构、装夹方式、结合剂及基体的选用情况,对金刚石砂轮的静平衡和动平衡进行了分析,并提出了解决方案,运用该方案加工出的非球面零件面形精度Rt1 m,Ra＜0.3 m。实践证明,运用该方法加工出的零件达到了超精磨的水平,大大提高了后道工序的加工效率。     

Modelling of squeal noise attenuation of ring damped wheels

The called vibratory instability squeal that appears in narrow curve or in end of braking is today uncontrolled and produced a high pitched noise very intense and unbearable. Many systems have been developed to limit acoustic emissions and particularly the metallic ring damping solution. Attenuation can reach 20 dB depending on the wheel type (Corail, safety wheel, etc.). However, the question is why this system has a various efficiency even on similar wheels and if this solution may be optimized. The aim of this paper is to understand the attenuation mechanisms of the ring dampers. Wheel modes susceptible to squeal are highlighted and numerical models are developed in order to simulate how the acoustic attenuation occur.     

消防机器人行走控制系统的设计与实现

近年来火灾事故频发,消防人员的安全问题无法保证,“机器换人”这一理念是处置火灾救援的一个重要手段和发展趋势。本文针对火灾现场的环境复杂性,设计了消防机器人的行走控制方案,通过设计电机驱动系统的硬件电路与针对行走控制系统进行MATLAB模拟仿真,实现并优化了消防机器人的越障及转弯功能。主要对电机驱动部分及整个系统软件流程进行设计。通过测试,验证了行走控制方案的可靠性。     

用于微型卫星姿态控制的高温超导动量轮

卫星或宇宙飞船在太空中需要精确定位,动量轮是卫星或宇宙飞船姿态控制的关键部件.每个宇宙飞船上有三个或四个动量轮,这些动量轮虽然体积小,但是其角动量占宇宙飞船总角动量的绝大部分.动量轮实质上就是电机的转子,它具有很高的转动惯量.在适当的时间,启动或停止三个电机就能够控制宇宙飞船的姿态.我们已经研制了一个小的动量轮模型,该模型重量轻、结构紧凑,而且能效高.动量轮模型的主要创新点是使用了高温超导磁悬浮轴承,因此,它具有摩擦力小,转速高,储存动量大的特点.动量轮模型的最大设计转速为15,000RPM,储存的角动量为3.5J*s-1.     

超微粒金刚石砂轮电解修整电源的研制

在轨迹成型法加工光学零件技术中 ,为了实现超精密磨削 ,采用了在线电解修整砂轮技术。为此研制了高频脉冲电源 ,研制的高频脉冲电源用于电解修整金属结合剂金刚石砂轮。高频电源由主电路、接口电路和控制电路组成。主电路是提供工作电流的通路 ,控制电路采用了单片机控制技术 ,接口电路实现A/D转换及驱动电压放大级。经调试电源电压在 0～ 90V ,脉冲频率在 4～ 5 0 0Hz范围内可调 ,平均电流可达 15A。该电源的技术指标 ,均达到设计要求。