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Shared Control of Highly Automated Vehicles Using Steer-By-Wire Systems 预览
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作者 Chao Huang Fazel Naghdy +1 位作者 Haiping Du Hailong Huang 《自动化学报:英文版》 CSCD 2019年第2期410-423,共14页
A shared control of highly automated Steer-by-Wire system is proposed for cooperative driving between the driver and vehicle in the face of driver’s abnormal driving. A fault detection scheme is designed to detect th... A shared control of highly automated Steer-by-Wire system is proposed for cooperative driving between the driver and vehicle in the face of driver’s abnormal driving. A fault detection scheme is designed to detect the abnormal driving behaviour and transfer the control of the car to the automatic system designed based on a fault tolerant model predictive control(MPC) controller driving the vehicle along an optimal safe path.The proposed concept and control algorithm are tested in a number of scenarios representing intersection, lane change and different types of driver’s abnormal behaviour. The simulation results show the feasibility and effectiveness of the proposed method. 展开更多
关键词 DRIVER BEHAVIOUR HIGHLY automation SHARED control STEER-BY-WIRE system
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线控转向系统滑模控制策略研究 预览
2
作者 张庭芳 何新毅 +1 位作者 曹铭 张超敏 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第8期266-269,共4页
针对线控转向系统的控制问题,通过Matlab/Simulink软件搭建了整车控制仿真模型,其中包括七自由度整车动力学模型、"魔术公式"轮胎模型、预瞄最优化神经网络驾驶员模型,并基于二自由度车辆模型设计了理想传动比、最优滑模面的滑模控制... 针对线控转向系统的控制问题,通过Matlab/Simulink软件搭建了整车控制仿真模型,其中包括七自由度整车动力学模型、"魔术公式"轮胎模型、预瞄最优化神经网络驾驶员模型,并基于二自由度车辆模型设计了理想传动比、最优滑模面的滑模控制算法以及消除抖振的滤波算法;然后进行了操纵稳定性试验仿真,并与前述仿真模型改用PID控制算法以及无控制仿真结果进行对比分析。结果表明:滑模控制下的线控转向系统可以更好地追踪理想值,提高了汽车的操纵稳定性、驾驶轻便性。 展开更多
关键词 线控转向 神经网络驾驶员模型 理想传动比 滑模控制 滤波
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线控制动单轮失效下制动力优化分配控制策略 预览
3
作者 彭晓燕 温开虎 《湖南大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第10期44-53,共10页
针对线控制动系统单轮制动失效时车辆制动稳定性控制问题,提出了协同线控转向和线控制动系统的制动力优化分配控制策略.为了最大程度满足驾驶员的制动期望,采用二次规划方法初始分配剩余三轮制动力;为防止车辆因制动力重构产生横摆或跑... 针对线控制动系统单轮制动失效时车辆制动稳定性控制问题,提出了协同线控转向和线控制动系统的制动力优化分配控制策略.为了最大程度满足驾驶员的制动期望,采用二次规划方法初始分配剩余三轮制动力;为防止车辆因制动力重构产生横摆或跑偏,采用滑模控制方法设计前轮转向控制器;考虑前轮转向对轮胎纵向力的影响,建立基于魔术公式的轮胎侧向力数学模型,基于二次规划方法实时优化轮胎在侧偏纵滑工况下的制动力.联合Simulink和Carsim进行了仿真实验分析,结果显示车辆的横摆角速度快速收敛为0,侧向跑偏距离均小于0.1m.结果验证了本文提出的制动力优化分配控制策略在不同的制动工况下均能提高单轮制动失效车辆的制动稳定性. 展开更多
关键词 线控制动 单轮制动失效 线控转向 制动力协同优化分配 滑模控制
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汽车线控转向系统研究进展综述 预览 被引量:1
4
作者 陈俐 李雄 +2 位作者 程小宣 罗来军 喻凡 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期23-34,共12页
阐述了汽车线控转向系统对自动驾驶发展的重要意义,梳理了线控转向技术的发展概况以及典型的线控转向布置方案,聚焦核心控制策略,对路感反馈控制中上层反馈力矩估计和下层执行器控制,以及转向执行控制中上层变传动比控制、车辆稳定性控... 阐述了汽车线控转向系统对自动驾驶发展的重要意义,梳理了线控转向技术的发展概况以及典型的线控转向布置方案,聚焦核心控制策略,对路感反馈控制中上层反馈力矩估计和下层执行器控制,以及转向执行控制中上层变传动比控制、车辆稳定性控制和下层转向执行器控制的思路、方法进行了综述,分别阐述了两部分总成控制的关键技术以及面临的挑战,并提出线控转向系统控制技术的发展趋势。 展开更多
关键词 自动驾驶 线控转向 路感反馈控制 转向执行控制
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基于CarSim的线控转向汽车理想传动比的设计研究 预览
5
作者 冯晓志 石沛林 +4 位作者 曹凡 吕少文 徐国辉 章曾 李波 《广西大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第6期2122-2132,共11页
为设计线控转向汽车的理想转向传动比,以提高汽车转向时的操纵稳定性,基于CarSim实车模型进行车辆特性化仿真分析,推导了实际横摆角速度增益的计算公式,以此为基础对线控转向系统的变角传动比特性进行分段研究。中低速段采用定增益法,... 为设计线控转向汽车的理想转向传动比,以提高汽车转向时的操纵稳定性,基于CarSim实车模型进行车辆特性化仿真分析,推导了实际横摆角速度增益的计算公式,以此为基础对线控转向系统的变角传动比特性进行分段研究。中低速段采用定增益法,将遗传算法与汽车操纵稳定性评价指标相结合,优化从方向盘转角到汽车响应的固定横摆角速度增益,以作为中低速段理想传动比的设计依据;中高速段提出将横摆角速度增益与侧向加速度增益按可变权重共同控制的方法设计理想转向传动比。通过CarSim/Simulink联合仿真,选取双移线实验工况、角阶跃实验工况及稳态加速回转实验工况对控制方法进行验证。实验结果表明,基于所提出的实际横摆角速度增益,采用横摆角速度增益与侧向加速度增益相结合的方法分段设计理想传动比,能够减轻驾驶员的转向驾驶负担,提高汽车转向时的操纵稳定性。 展开更多
关键词 线控转向系统 实际横摆角速度增益 侧向加速度增益 理想传动比
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线控转向系统路感模拟与硬件在环试验研究 预览
6
作者 刘彦琳 王凯 谢有浩 《车辆与动力技术》 2018年第2期41-46,共6页
线控转向车辆取消了转向盘与转向器之间的机械连接,驾驶员无法直接感受到当前行驶的路感.文中在分析了传统汽车路感来源的基础上,通过测量转向电机电流,计算车轮回正力矩,同时加入了限位控制与阻尼控制,完成路感模拟算法的研究.利用Car... 线控转向车辆取消了转向盘与转向器之间的机械连接,驾驶员无法直接感受到当前行驶的路感.文中在分析了传统汽车路感来源的基础上,通过测量转向电机电流,计算车轮回正力矩,同时加入了限位控制与阻尼控制,完成路感模拟算法的研究.利用CarSim搭建道路环境模型,并与Simulink搭建的线控转向系统模型联合仿真来验证所提出的路感模拟算法的有效性.同时,基于Labview PXI平台,搭建了线控转向路感模拟硬件在环仿真平台,设计路感模拟控制器采集转向电机电流,验证控制策略的有效性. 展开更多
关键词 线控转向 路感模拟 控制器 硬件在环
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基于双向控制的六足机器人转向遥操作研究 被引量:1
7
作者 李佳钰 尤波 +2 位作者 丁亮 王明磊 高海波 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期71-80,共10页
为改善目前多足机器人人机交互技术单一的现状,面向液压驱动六足机器人设计一款融入线控转向技术的遥操作系统。针对传统线控转向因取消机械传动所造成从端的运动信息缺失问题,提出一种基于双向控制的遥操作架构。通过动态跟踪六足机器... 为改善目前多足机器人人机交互技术单一的现状,面向液压驱动六足机器人设计一款融入线控转向技术的遥操作系统。针对传统线控转向因取消机械传动所造成从端的运动信息缺失问题,提出一种基于双向控制的遥操作架构。通过动态跟踪六足机器人转向过程中实际角速度与期望角速度间的差值,并将此差值以触觉力的形式反馈给驾驶员,根据Llewellyn准则对所设计的六足机器人双向控制器进行无源性判定,最后在仿真环境下验证该控制器的跟踪性及稳定性,并在已开发的六足机器人半物理仿真平台上进行了驾驶员在环转向操作实验,结果表明,方法能够在保证六足机器人灵活、准确转向的基础上提高线控转向系统的操作性能。 展开更多
关键词 六足机器人 线控转向 双向控制 遥操作
自动控制小车控制器的软硬件实现 预览
8
作者 隋美丽 夏征 +1 位作者 刘敏杰 任小龙 《汽车实用技术》 2017年第7期39-40,57共3页
采用16管脚的STC12C5202AD单片机作为自动控制小车转向控制器的控制芯片,该控制器实现了前进、后退、左转和右转的控制,结果表明该控制器可有效地实现设计的功能。
关键词 线控 控制器 软硬件
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基于线控转向的主动转向控制策略研究 预览 被引量:2
9
作者 刘军 晏晓娟 +2 位作者 陶昌龄 陈智 唐齐新 《汽车技术》 北大核心 2016年第6期5-10,共6页
基于汽车2自由度运动学模型和侧翻模型研究了转向传动比控制和侧倾控制策略,为使线控转向系统要达到较高程度的自动化,设计了转向传动比随车速变化的控制规则以及用于检测车身侧倾工况以防止侧翻的模糊自适应PI控制器。设计了Simulink... 基于汽车2自由度运动学模型和侧翻模型研究了转向传动比控制和侧倾控制策略,为使线控转向系统要达到较高程度的自动化,设计了转向传动比随车速变化的控制规则以及用于检测车身侧倾工况以防止侧翻的模糊自适应PI控制器。设计了Simulink与Carsim联合仿真试验,试验结果表明,所设计的控制规则和模糊自适应PI控制器可有效提高车辆横向稳定性及车身侧倾稳定性。 展开更多
关键词 转向传动比侧 倾控制 模糊自适应PI控制 线控转向
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基于GPS/INS和线控转向的农业机械自动驾驶系统 预览 被引量:15
10
作者 刘军 袁俊 +3 位作者 蔡骏宇 陶昌岭 王利明 程伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期46-53,共8页
研究旨在设计出一套农用车辆自动导航控制系统,让机器人代替农民进行田间作业,实现农用车辆自动驾驶,从而可以有效提高农业机械的作业精度、生产效率和使用安全性,并且为精细农业研究提供技术支持,改善农业生产的方法。该文通过GPS/INS... 研究旨在设计出一套农用车辆自动导航控制系统,让机器人代替农民进行田间作业,实现农用车辆自动驾驶,从而可以有效提高农业机械的作业精度、生产效率和使用安全性,并且为精细农业研究提供技术支持,改善农业生产的方法。该文通过GPS/INS(global positioning system/inertial navigation system)组合导航技术实时获得载体的导航信息(位置、速度、航向、姿态),根据导航信息与预设轨迹参数计算出载体的目标前轮转向角,并以该目标前轮转向角与当前前轮转角的差值作为控制输入,实现对转向执行电机的精确控制,从而实现载体的路径跟踪控制。同时对整个系统的软硬件进行设计,并对系统控制策略进行仿真和试验验证。最终结果表明,本文所设计的组合导航系统定位精度高,其定位精度可达到0.1~0.5 m;路径跟踪系统误差小,当车速分别为0.5 m/s和1 m/s时,路径跟踪的最大横向误差分别为0.16 m和0.27 m;整个系统响应速度快,可达到0.1s。通过将GPS/INS组合导航技术与线控转向技术相结合,能够实现农用车辆的自动驾驶。 展开更多
关键词 农业机械 机器人 控制系统 GPS/INS 组合导航 路径跟踪 线控转向
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基于滤波估计的线控转向路感规划 预览 被引量:2
11
作者 谷霄月 赵万忠 +1 位作者 王春燕 周栋 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期372-376,共5页
线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,路面状况无法通过转向盘传递给驾驶员,路感需要模拟产生。为此对驾驶员理想转向盘力矩影响因素进行分析,基于汽车动力学模型,采用卡尔曼滤波方法对回正力矩进行估计,计算转向阻力矩,研... 线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,路面状况无法通过转向盘传递给驾驶员,路感需要模拟产生。为此对驾驶员理想转向盘力矩影响因素进行分析,基于汽车动力学模型,采用卡尔曼滤波方法对回正力矩进行估计,计算转向阻力矩,研究转向路感与车速、变传动比及侧向加速度的一般规律,提出基于滤波估计路感规划策略。仿真结果表明:路感模拟方法可以使得驾驶员获得良好的路面信息,提高汽车的操纵性和舒适性。 展开更多
关键词 线控转向 路感 卡尔曼滤波 变传动比 侧向加速度
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汽车线控转向变角传动比特性研究 被引量:6
12
作者 宗长富 韩衍东 +1 位作者 何磊 王祥 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期115-120,共6页
为了获得更有利于驾驶人驾驶汽车的变角传动比,以便提高线控转向汽车的操纵性能,研究了汽车线控转向的变角传动比特性。从变角传动比对转向特性的影响入手,通过分析相关的操纵稳定性客观评价指标,确定以横摆角速度增益和转向灵敏度作为... 为了获得更有利于驾驶人驾驶汽车的变角传动比,以便提高线控转向汽车的操纵性能,研究了汽车线控转向的变角传动比特性。从变角传动比对转向特性的影响入手,通过分析相关的操纵稳定性客观评价指标,确定以横摆角速度增益和转向灵敏度作为变角传动比特性的设计依据;高速段以侧向加速度增益替代转向灵敏度作为变角传动比特性的设计依据,中速段将横摆角速度增益作为设计依据,低速段的变角传动比特性通过主观试验确定,提出了具有变转向增益的变角传动比特性的设计方法。结果表明:变增益方法能够降低驾驶人忙碌程度,提高汽车的路径跟踪性能及行车安全性,改善汽车的操纵稳定性。 展开更多
关键词 汽车工程 变角传动比 变增益方法 线控转向
叉车线控转向系统转向轮转角模糊控制策略研究 预览
13
作者 张青林 肖本贤 +2 位作者 郭军良 范进 方紫剑 《化工自动化及仪表》 CAS 2015年第12期1348-1352,共5页
针对叉车低速、转向频繁和转向性能要求高的特点,提出一种叉车转向轮转角模糊控制策略。通过分析线性二自由度整车模型,并结合叉车转向要求,设计基于车速和方向盘转角的模糊变传动比控制方法。根据TE60型托盘搬运叉车的数据进行仿真分析... 针对叉车低速、转向频繁和转向性能要求高的特点,提出一种叉车转向轮转角模糊控制策略。通过分析线性二自由度整车模型,并结合叉车转向要求,设计基于车速和方向盘转角的模糊变传动比控制方法。根据TE60型托盘搬运叉车的数据进行仿真分析,结果表明该控制方法产生的传动比可使叉车低速转向时灵活,高速转向时迟钝,减轻驾驶员的负担。将模糊变传动比控制方法与横摆角速度模糊PID反馈控制方法相结合,形成叉车转向轮转角模糊控制策略。仿真结果表明:该策略显著改善了叉车转向时的灵活性与稳定性。 展开更多
关键词 模糊PID 叉车 线控转向 传动比 横摆角速度 灵敏度
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拖拉机线控液压转向系统的联合仿真 被引量:2
14
作者 刁秀永 鲁植雄 +2 位作者 梅士坤 龚佳慧 钟文军 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期315-320,共6页
随着农业机械的智能化、自动化程度不断提高,线控转向技术在拖拉机等农用车辆上的应用得到了重视和研究,为了指导拖拉机线控液压转向的研究,缩短开发周期。本文在分析线控液压转向系统的控制算法与结构的基础上,建立其联合仿真模型。基... 随着农业机械的智能化、自动化程度不断提高,线控转向技术在拖拉机等农用车辆上的应用得到了重视和研究,为了指导拖拉机线控液压转向的研究,缩短开发周期。本文在分析线控液压转向系统的控制算法与结构的基础上,建立其联合仿真模型。基于AMESim软件平台建立液压系统模型,以及整车模型;利用Simulink分别建立模糊免疫PID、模糊PID、常规PID的控制器模型,通过Visual C++6.0实现接口通讯,完成了传动比为1时的转角响应、转角跟随的联合仿真,以及在拖拉机车速15 km/h,方向盘转角180°,传动比为9时的横摆角速度响应、质心侧偏角响应等联合仿真。模糊免疫PID控制可以获得0.272 s的阶跃响应时间、1.182°的跟随误差、3%的横摆角速度响应超调量、0.85°/s的质心侧偏角响应稳态值,均优于常规PID与模糊PID。联合仿真具有较强的参考价值,模糊免疫PID控制应用于线控液压转向系统可以获得理想的控制效果。 展开更多
关键词 液压转向 线控转向 控制算法 联合仿真 AMESim/Simulink
FlexRay总线在线控转向系统中的应用研究 预览 被引量:3
15
作者 王闯 《自动化仪表》 CAS 2015年第8期38-41,共4页
针对线控转向系统对车载网络的实时性、确定性和高可靠性通信的要求,设计了基于FlexRay总线的线控转向系统。FlexRay线控转向系统的研究分为方向盘力反馈路感和方向盘对前轮的控制这两个部分,重点研究了方向盘对前轮的控制部分。通过配... 针对线控转向系统对车载网络的实时性、确定性和高可靠性通信的要求,设计了基于FlexRay总线的线控转向系统。FlexRay线控转向系统的研究分为方向盘力反馈路感和方向盘对前轮的控制这两个部分,重点研究了方向盘对前轮的控制部分。通过配置FlexRay网络参数和分配两个FlexRay节点的任务,对搭建的线控转向系统进行了在线监测。试验结果表明了FlexRay总线应用于线控转向系统的可靠性和安全性,适合作为线控转向系统通信网络的标准。 展开更多
关键词 FLEXRAY 线控转向 时间触发协议 光电编码器 步进电机
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线控转向汽车转向盘转角传感器的容错控制策略 预览 被引量:3
16
作者 何磊 马伯祥 宗长富 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期327-330,345共5页
以多维高斯隐式马尔可夫模型为基础,采用软硬件冗余技术,提出了线控转向汽车转向盘转角传感器的容错控制策略,并通过硬件在环试验进行了验证。结果表明,该策略可应用于线控转向汽车转向盘转角传感器的容错控制,有效提高其安全性和可靠性。
关键词 汽车 线控转向 转角传感器 容错控制 隐式马尔可夫模型
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基于线控转向系统的路面参数估计 预览 被引量:2
17
作者 郑宏宇 陈国迎 +3 位作者 孙琳琳 孔繁森 何磊 宗长富 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期292-295,共4页
针对路面信息对于汽车主动安全系统的重要性,提出一种基于先进汽车线控转向系统的轮胎与路面附着系数估计方法。通过建立整车模型和基于卡尔曼滤波算法设计估计器,实现了不依赖于制动系统的前、后车轮路面附着系数估计。通过中心区转... 针对路面信息对于汽车主动安全系统的重要性,提出一种基于先进汽车线控转向系统的轮胎与路面附着系数估计方法。通过建立整车模型和基于卡尔曼滤波算法设计估计器,实现了不依赖于制动系统的前、后车轮路面附着系数估计。通过中心区转向和角阶跃试验工况验证表明,提出的估计算法可以很好地实现对路面附着系数的估计,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 车辆工程 路面附着系数 估计器 线控转向
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线控转向系统前轮转角控制策略研究 预览 被引量:1
18
作者 杨胜培 周海军 《科技创新与生产力》 2014年第5期61-63,66共4页
针对汽车线控转向车辆,以四轮转向车辆模型为基础,将四轮转向车辆的横摆角速度和质心侧偏角作为参照控制目标,研究了线控转向车辆转向传动比在车速以及转向盘转角发生变化时,随车辆转向特性变化而进行优化设置的问题。仿真结果表明,基... 针对汽车线控转向车辆,以四轮转向车辆模型为基础,将四轮转向车辆的横摆角速度和质心侧偏角作为参照控制目标,研究了线控转向车辆转向传动比在车速以及转向盘转角发生变化时,随车辆转向特性变化而进行优化设置的问题。仿真结果表明,基于参考模型横摆角速度反馈控制方案设置的变传动比控制整体性能最好。 展开更多
关键词 线控转向 传动比 横摆角速度 反馈控制 参考模型
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基于意图辨识的线控汽车紧急转向控制方法 预览 被引量:2
19
作者 何磊 马伯祥 +1 位作者 宗长富 郑宏宇 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期81-86,共6页
针对线控转向汽车在紧急转向时,按理想转向传动比控制得到的横摆角速度动态响应慢、超调量大、稳定时间长的问题,提出了一种基于驾驶员转向意图辨识的横摆角速度反馈控制方法。该方法在正常转向时,车辆按照理想转向传动比控制;在紧... 针对线控转向汽车在紧急转向时,按理想转向传动比控制得到的横摆角速度动态响应慢、超调量大、稳定时间长的问题,提出了一种基于驾驶员转向意图辨识的横摆角速度反馈控制方法。该方法在正常转向时,车辆按照理想转向传动比控制;在紧急转向时,在理想转向传动比控制基础上,叠加横摆角速度反馈控制。车辆紧急转向引入驾驶员转向意图辨识环节,以判定何时叠加横摆角速度反馈控制。转向意图辨识利用多维高斯隐马尔可夫模型建模,通过离线训练参数、在线辨识识别的方式实现。实验验证结果表明:该方法能够有效降低线控汽车瞬态转向响应的超调量、减少稳定时间。 展开更多
关键词 汽车 线控转向 意图辨识 隐马尔可夫模型 反馈控制
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Nonlinear adaptive optimal control for vehicle handling improvement through steer-by-wire system 预览
20
作者 Vahid Tavoosi Reza Kazemi Atta Oveisi 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2014年第1期100-112,共13页
为改进车辆处理的一个控制算法被把直角用于方向盘建议,基于非线性的适应最佳的控制(NAOC ) 。一个非线性的 4-DOF 模型开始被开发,然后,设计观察员和最佳的控制器与合理假设被简化到一个 2-DOF 模型。然后,一个简化模型为驾驶系统... 为改进车辆处理的一个控制算法被把直角用于方向盘建议,基于非线性的适应最佳的控制(NAOC ) 。一个非线性的 4-DOF 模型开始被开发,然后,设计观察员和最佳的控制器与合理假设被简化到一个 2-DOF 模型。然后,一个简化模型为驾驶系统被开发。数字模拟处于干燥、湿的道路条件为标准演习用车辆参数被执行。而且,在循环方法的硬件被实现处于现实主义的条件证明控制器能力。模拟结果显然在车辆处理上显示出 NAOC 的有效性并且表明建议控制器罐头显著地改进车辆在严重演习期间处理。 展开更多
关键词 最优控制器 车辆参数 非线性 自适应 线控系统 四自由度模型 国家天文台 操控性
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