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山区双车道公路借道超车轨迹预测模型
1
作者 覃文文 彭栋梁 +4 位作者 戢晓峰 徐迎豪 李冰 李武 曾浩 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第3期96-106,共11页
为提高山区双车道公路的车辆轨迹预测精度,本文设计一种考虑借道超车影响的车辆轨迹预测模型。首先,基于无人机视频轨迹数据,根据航向角将借道超车过程划分为跟驰、借道、超车和返回这4种状态;其次,构建包含借道超车状态、车辆运动特征... 为提高山区双车道公路的车辆轨迹预测精度,本文设计一种考虑借道超车影响的车辆轨迹预测模型。首先,基于无人机视频轨迹数据,根据航向角将借道超车过程划分为跟驰、借道、超车和返回这4种状态;其次,构建包含借道超车状态、车辆运动特征、空间位置属性和交通状态的多元特征数据集,通过梯度提升决策树算法拟合借道超车状态与车辆运动特征、空间位置和交通状态之间的复杂关系,采用SHAP(SHapley Additive exPlanations)方法识别影响借道超车状态变化的关键因素;然后,将借道超车状态、影响借道超车状态的关键因素和历史轨迹数据集,以滑动时间窗口形式输入至Informer模型,预测山区双车道公路的借道超车轨迹;最后,与未考虑借道超车影响的传统超车轨迹预测模型进行对比,验证本文模型的有效性。结果表明:车头时距、主体车辆横向速度和横向偏移是影响借道超车状态变化的关键因素;所构建的模型在山区双车道借道超车场景下,具有良好的适用性和预测精度;与未考虑借道超车影响的轨迹预测模型相比,本文模型的均方误差和平均绝对误差均值分别降低53.05%和38.11%,决定系数均值提升23.58%。 展开更多
关键词 交通工程 超车轨迹预测 Informer时间序列模型 借道超车 山区双车道
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驾驶机器人车辆横向轨迹跟踪的改进模型预测控制
2
作者 王韬 惠怡静 +2 位作者 张庆余 赵磊 牛文铁 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期389-398,共10页
为实现较高速行驶情况下驾驶机器人驾驶车辆进行横向轨迹跟踪,设计了一种基于动态杂交粒子群算法求解的非线性模型预测控制器。首先,简化转向机器人与车辆转向系统,建立车辆动力学模型。其次,应用双参数精确罚函数法将非线性有约束优化... 为实现较高速行驶情况下驾驶机器人驾驶车辆进行横向轨迹跟踪,设计了一种基于动态杂交粒子群算法求解的非线性模型预测控制器。首先,简化转向机器人与车辆转向系统,建立车辆动力学模型。其次,应用双参数精确罚函数法将非线性有约束优化函数转换为非线性无约束优化函数。在此基础上,将驾驶机器人作为下层控制器,应用动态杂交粒子群算法对优化函数进行求解。最后,基于Simulink/CarSim和RT-LAB硬件仿真,验证了改进的模型预测控制器具有较高的跟踪精度和行驶平稳性。 展开更多
关键词 模型预测控制 驾驶机器人 轨迹跟踪控制 粒子群算法
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基于非线性模型预测控制的拖挂车系统泊车轨迹规划方法
3
作者 杨毅 贾博铂 +2 位作者 高亮 李岱伟 谢杉杉 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期179-188,共10页
拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问... 拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问题,规划无碰撞的泊车轨迹。为加速优化问题的求解,首先,在系统的高维状态空间中使用结合Reed-Shepp(RS)曲线的改进快速扩展随机树(RRT*-RS)进行随机采样,以RS曲线满足反向行驶的特性,找到一条近似最优路径作为优化问题热启动的参考解。然后,在求解优化问题时,选用近似平均牛顿法以节约求解时间,提升系统实时性。最后,进行了倒库泊车、侧方泊车、多障碍物等场景实验仿真验证,仿真结果表明所提方法在不同场景下均可实现拖挂车泊车快速轨迹规划,求解时间与传统内点法和序列二次规划法相比均有40%以上的提升。 展开更多
关键词 拖挂车系统 自主泊车 轨迹规划 非线性模型预测控制 近似平均牛顿法
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基于图时空注意力的多车交互轨迹预测模型
4
作者 张新锋 赵娟 +1 位作者 刘国华 刘鹏菲 《汽车技术》 北大核心 2025年第3期30-38,共9页
为有效提取高速交通场景下车辆间的交互特征,从而准确预测动态障碍轨迹,基于编-解码框架,提出基于图时空注意力的多车交互轨迹预测模型。结合斥力场和图模型建立车-车图交互场,利用节点和邻接特征矩阵表征车辆之间的动态交互,通过图空... 为有效提取高速交通场景下车辆间的交互特征,从而准确预测动态障碍轨迹,基于编-解码框架,提出基于图时空注意力的多车交互轨迹预测模型。结合斥力场和图模型建立车-车图交互场,利用节点和邻接特征矩阵表征车辆之间的动态交互,通过图空间注意力和时间多头注意力提取深层时空交互,获取图时空融合编码;将车辆横纵向行为意图独热编码与其拼接,实现目标车辆多模态轨迹预测。利用NGSIM数据集进行验证,相较于其他6种模型,该模型RMSE和NLL值最低;通过消融实验进一步验证图交互场的有效性,结果表明,该模型能够有效提高车辆轨迹预测精度。 展开更多
关键词 多车交互 斥力场 注意力机制 图模型 轨迹预测
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煤矿井下定向钻孔轨迹模型预测控制方法 被引量：1
5
作者 李浩 姚宁平 +4 位作者 陆承达 张金宝 魏宏超 吴加俊 李金宇 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期205-212,共8页
【目的】针对煤矿井下复杂地层定向钻进过程中存在的实钻轨迹控制难度大、与设计轨迹偏差较大的问题,提出了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的定向钻孔轨迹跟踪控制方法。【方法】以螺杆钻具定向钻进过程为研究对象,在... 【目的】针对煤矿井下复杂地层定向钻进过程中存在的实钻轨迹控制难度大、与设计轨迹偏差较大的问题,提出了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的定向钻孔轨迹跟踪控制方法。【方法】以螺杆钻具定向钻进过程为研究对象,在分析煤矿井下复杂地层条件下定向钻进特性的基础上,研究定向钻具的运动规律,采用运动学理论建立滑动定向钻进的钻孔轨迹延伸模型,并用泰勒级数展开方式对模型进行线性化处理,以消除钻孔倾角与方位角等状态量之间的耦合关系,在此基础上构建钻孔轨迹预测模型和以最小轨迹偏差作为控制目标的目标函数,采用反馈校正方法解决预测模型的稳态误差问题,并设计具有预测模型、滚动优化、反馈校正功能的模型预测控制器,得到钻孔轨迹最优控制量的推荐-工具面向角,最终实现定向钻孔轨迹跟踪优化控制。最后,利用陕西韩城某煤矿钻孔实钻数据,对控制算法进行了验证。【结果和结论】结果表明,线性化处理后的钻孔轨迹延伸模型有效保留了原有模型的特征,并简化了控制器的设计过程。改进后的定向钻孔轨迹反馈校正模型预测控制方法克服了模型适配和稳态误差的影响,相比于基于螺杆钻具造斜规律的人工经验控制决策方法,倾角平均绝对误差和方位角平均绝对误差分别降低79.5%和70.5%,为复杂地层定向钻孔轨迹控制提供了一种新的控制算法。 展开更多
关键词 煤矿井下 螺杆钻具 定向钻进 轨迹模型 模型预测控制 轨迹跟踪控制
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大学生强迫症状的发展轨迹:一项潜变量增长模型分析 被引量：1
6
作者 郭泽希 伊力扎提·麦麦提 古丽格娜·艾塔洪 《中国全科医学》 CAS 北大核心 2025年第5期607-611,共5页
背景大学生是强迫症状的高发群体,已有大量横断面研究考察大学生强迫症状的整体发展趋势,但缺少对于大学生强迫症状发展轨迹的研究。目的通过纵向追踪的方式,考察大学生强迫症状的发展轨迹及影响因素。方法采用整群随机抽样的方法,选取... 背景大学生是强迫症状的高发群体,已有大量横断面研究考察大学生强迫症状的整体发展趋势,但缺少对于大学生强迫症状发展轨迹的研究。目的通过纵向追踪的方式,考察大学生强迫症状的发展轨迹及影响因素。方法采用整群随机抽样的方法,选取新疆师范大学大一学生为研究对象,使用症状自评量表(SCL-90)中的强迫症状分量表与焦虑分量表对大学生进行为期3年的3次追踪测试,第一次施测时间为2020年11月(T1),第二次施测时间为2022年3月(T2),第3次施测时间为2023年3月(T3)。对调查结果使用潜变量增长模型进行数据分析。结果采用同时参与3次测量的3289份有效被试数据进行数据分析。3289名大学生中女性1966人(59.8%),汉族2352人(71.5%),首次施测平均年龄(21.0±0.7)岁。大学生焦虑得分分别为:T1(1.48±0.51)分,T2(1.38±0.45)分,T3(1.33±0.43)分;强迫症状得分分别为:T1(1.75±0.58)分,T2(1.66±0.55)分,T3(1.53±0.53)分。Pearson相关分析结果显示,各时间点大学生强迫症状与焦虑均存在正相关关系(P<0.05)。无条件线性模型结果显示拟合良好,模型截距显著>0(P<0.001)、斜率显著<0(P<0.001),截距与斜率之间呈负相关(r=-0.033,P<0.001),表明大学生强迫症状得分呈现下降趋势,起始水平越高下降速度越快。纳入性别协变量(赋值:男=0,女=1)后,发现性别对截距具有正向预测作用(β=0.105,P<0.001),对斜率的预测作用无统计学意义(β<0.001,P>0.05),即女大学生强迫症状起始水平高于男大学生,下降速度不存在差异。纳入焦虑协变量后,发现各时间点焦虑正向影响强迫症状(P<0.001),性别对斜率具有正向预测作用(β=0.017,P<0.05),对截距的预测作用无统计学意义(β=0.012,P>0.05),即控制焦虑的影响后,女大学生强迫症状的下降速度低于男大学生。结论大学生强迫症状随年级升高而下降,高起始水平不一定带来长期困扰。焦虑阻碍强迫症状的缓解,并更大程度地影响女大学生强迫症状的出现及男大学生强迫症状的下降速度。 展开更多
关键词 强迫症状 发展轨迹 焦虑 性别差异 潜变量增长模型
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铰接轮式装载机的模型预测轨迹跟踪研究
7
作者 何心 徐武彬 +2 位作者 李冰 顾同成 惠翔禹 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第5期1579-1587,共9页
铰接轮式装载机传统模型预测控制算法无法实现前进、倒车切换行驶,无法提前预测转弯,影响控制效果。为此,提出基于期望路径预瞄与模型切换的轨迹跟踪算法,研究该算法对轨迹跟踪精度与转向电机使用的影响。首先,采用路径预瞄算法对转向... 铰接轮式装载机传统模型预测控制算法无法实现前进、倒车切换行驶,无法提前预测转弯,影响控制效果。为此,提出基于期望路径预瞄与模型切换的轨迹跟踪算法,研究该算法对轨迹跟踪精度与转向电机使用的影响。首先,采用路径预瞄算法对转向电机提前控制,减小过调问题。其次,通过在控制预测模型中引入倒车机制,实现模型切换,达到连续控制前进、倒车行驶的目的。在小型装载机试验台上开展实验,结果表明:合适的预瞄距离与无预瞄相对应的控制相比,轨迹跟踪控制精度基本稳定在0.05 m以内,跟踪精度得到了提高,转向电机平均转速降低6.42%;采用模型倒车机制切换的控制实现前进、倒车连续运行,轨迹跟踪控制精度稳定在0.1 m以内。 展开更多
关键词 铰接轮式装载机 轨迹跟踪 模型预测控制 动力学模型
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含平衡阀阀控缸的非线性模型预测轨迹跟踪
8
作者 魏齐 陶建峰 +2 位作者 孙浩 张宇磊 刘成良 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第8期1565-1573,共9页
为了解决含平衡阀阀控缸系统轨迹跟踪控制易失稳振荡的问题,提出非线性模型预测控制(NMPC)的轨迹跟踪方法.基于含平衡阀阀控缸系统的微分-代数方程模型,通过方程变换与合理简化,构建仿射非线性状态空间模型.通过部分反馈线性化分析该模... 为了解决含平衡阀阀控缸系统轨迹跟踪控制易失稳振荡的问题,提出非线性模型预测控制(NMPC)的轨迹跟踪方法.基于含平衡阀阀控缸系统的微分-代数方程模型,通过方程变换与合理简化,构建仿射非线性状态空间模型.通过部分反馈线性化分析该模型,分离出系统的零动态,揭示了含平衡阀系统难以全局镇定的根源,即零动态稳定性条件不易解析获取.为了解决该难题,构造局部控制Lyapunov函数(CLF),证明系统具有局部可镇定性.提出NMPC控制器,在优化代价函数中增加平衡阀阀芯镇定项,利用CLF水平集设计终端代价与终端不等约束,保证NMPC的局部渐近稳定性.与传统的模型前馈-反馈控制进行实验对比,在同等的轨迹跟踪误差水平下,提出方法在240 kg末端负载下的振动振幅平均下降88.19%,证明利用提出方法,可以在保证稳定性的基础上具有较高的轨迹跟踪精度. 展开更多
关键词 平衡阀 阀控液压缸 非线性模型预测控制 轨迹跟踪 振动抑制
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基于模型预测控制的双向移动平台轨迹跟踪控制方法
9
作者 赛开阳 王明武 +2 位作者 梁应选 陈伟恒 李奥 《机电工程》 北大核心 2025年第4期746-753,共8页
针对高精度数控加工中多轴并联驱动系统的轨迹跟踪精度问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的双向移动平台轨迹跟踪方法。首先,基于运动学分析研究的结果,建立了包含位置、速度和角速度等参数的状态空间方程;然后,综合考虑跟踪精度和... 针对高精度数控加工中多轴并联驱动系统的轨迹跟踪精度问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的双向移动平台轨迹跟踪方法。首先,基于运动学分析研究的结果,建立了包含位置、速度和角速度等参数的状态空间方程;然后,综合考虑跟踪精度和控制增量,建立了速度与角速度的极限值和变化率约束条件,将目标函数转化为带约束的二次规划问题,并对其进行了求解;采用SolidWorks软件设计出了双向移动平台的模型,并将该模型导入到MATLAB/Simulink环境中,进行了仿真实验验证,分别比较了速度20 mm/s、30 mm/s工况下线性二次型调节器(LQR)和MPC算法的跟踪轨迹,以及数据误差;最后,给出了实验台硬件组成和原理框图,进一步地使用LabVIEW软件开发出了运动控制程序的人机界面,并在实验台上对两种算法进行了实际对比。研究结果表明:采用MPC控制器的轨迹跟踪精度明显优于LQR控制算法,最大跟踪误差不超过0.05 mm,能够满足双向移动平台的高精度控制要求。该方法有效提升了运动控制系统的跟踪精度,可为高性能数控加工中的复杂轨迹跟踪控制提供技术支持。 展开更多
关键词 高精度数控加工 并联驱动双向移动平台 模型预测控制 轨迹跟踪精度 轨迹跟踪控制器 MATLAB/SIMULINK 线性二次型调节器 LabVIEW
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具有排除约束的鲁棒模型预测轨迹跟踪控制
10
作者 孙海迪 戴荔 +1 位作者 王沛展 夏元清 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第3期951-960,共10页
针对具有不确定性和排除约束的轨迹跟踪控制问题,提出计算高效的鲁棒模型预测不可达轨迹跟踪控制算法。首先,引入一条满足所有约束的可行周期参考轨迹,并计算不确定性系统状态集和所有排除约束集之间的分离超平面,生成排除约束安全集,... 针对具有不确定性和排除约束的轨迹跟踪控制问题,提出计算高效的鲁棒模型预测不可达轨迹跟踪控制算法。首先,引入一条满足所有约束的可行周期参考轨迹,并计算不确定性系统状态集和所有排除约束集之间的分离超平面,生成排除约束安全集,将固有非凸的排除约束凸化为闭多胞体约束。然后,引入辅助变量,将具有排除约束的轨迹规划问题和跟踪控制问题集成到同一个优化问题中,并利用二次规划进行求解,实际系统状态轨迹收敛于最优可达参考轨迹。此外,该算法可以保证迭代可行性和鲁棒稳定性。最后,通过仿真验证了算法的有效性和高效性。 展开更多
关键词 不确定性系统 排除约束 不可达轨迹 鲁棒模型预测控制
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基于状态轨迹模型的CLLC谐振变换器控制策略研究
11
作者 刘博睿 李磊 +2 位作者 张善路 焦龙腾 汪诚 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期714-724,I0026,共12页
为提升CLLC谐振变换器的动态性能,该文提出一种基于状态轨迹模型的CLLC谐振变换器控制方法。该方法以CLLC谐振变换器的时域模型为基础,通过消除谐振腔能量的高频分量,建立CLLC谐振变换器各工作模式的状态轨迹模型。在此基础上,通过合理... 为提升CLLC谐振变换器的动态性能,该文提出一种基于状态轨迹模型的CLLC谐振变换器控制方法。该方法以CLLC谐振变换器的时域模型为基础,通过消除谐振腔能量的高频分量,建立CLLC谐振变换器各工作模式的状态轨迹模型。在此基础上,通过合理化简时域方程,利用状态轨迹中的几何关系,详细推导谐振腔能量之间的关系,提出CLLC谐振变换器轨迹控制策略。该策略通过暂态过程负载电流变化量控制开关管栅极驱动信号的脉冲宽度,使变换器中各状态变量能够快速跟踪理论轨迹,保证CLLC谐振变换器负载切换后在最短时间内重新到达稳态。最后,搭建1台300 W的实验样机对所提控制策略进行验证。实验结果证明,与传统线性控制相比,所提控制策略明显改善CLLC谐振变换器的动态性能。 展开更多
关键词 CLLC谐振变换器 状态轨迹模型 轨迹控制策略 谐振腔能量 动态性能
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基于几何模型预测控制的移动机器人轨迹跟踪算法
12
作者 古松健 吴福祥 +3 位作者 高向阳 杨梦杰 詹忆冰 程俊 《计算机应用》 北大核心 2025年第9期3026-3035,共10页
针对轮式移动机器人(WMR)在轨迹跟踪过程中因定位失准和未知干扰等因素导致的位姿偏移问题,提出一种基于几何模型预测控制(GMPC)的增强型粒子群优化混合器(EPSO-Mixer)算法,旨在提升WMR的轨迹跟踪性能。首先,以粒子群优化(PSO)为基础,... 针对轮式移动机器人(WMR)在轨迹跟踪过程中因定位失准和未知干扰等因素导致的位姿偏移问题,提出一种基于几何模型预测控制(GMPC)的增强型粒子群优化混合器(EPSO-Mixer)算法,旨在提升WMR的轨迹跟踪性能。首先,以粒子群优化(PSO)为基础,提出一种增强型粒子群优化(EPSO)算法,以加快收敛并提升优化能力;其次,利用EPSO对GMPC进行改进,根据当前偏移程度筛选出最优跟踪参数,以有效地减小轨迹跟踪误差;最后,结合混合多层感知器(MLP-Mixer)架构,提出EPSO-Mixer算法,从而进一步增强对全局最优解的搜索能力,同时生成更具适应性的控制策略。仿真实验结果表明,与非线性模型预测控制和经典GMPC算法相比,EPSO-Mixer GMPC有效提升了WMR在位姿偏移条件下的轨迹跟踪性能,误差减小8.0%~82.3%,并显著改善了运动中的振动问题。可见,EPSOMixer算法能够提供更有效的控制策略,不仅降低了参数调整的难度与时间成本,而且显著增强了轨迹跟踪控制的自适应能力。 展开更多
关键词 轮式移动机器人 轨迹跟踪 粒子群优化 混合多层感知器 几何模型预测控制
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基于非线性模型预测控制的油下巡检机器人轨迹跟踪研究
13
作者 蒋雪健 钟羽中 +4 位作者 郭斌 魏来 刘里宵 李中萍 佃松宜 《机床与液压》 北大核心 2025年第15期1-8,共8页
为保证油下环境中巡检机器人轨迹跟踪控制的准确性及鲁棒性,建立油下巡检机器人完整动力学模型,同时考虑机器人本体巡游时存在的输入约束、状态约束以及变压器油中存在的未知环境扰动,提出一种非线性模型预测控制的巡检轨迹跟踪控制算... 为保证油下环境中巡检机器人轨迹跟踪控制的准确性及鲁棒性,建立油下巡检机器人完整动力学模型,同时考虑机器人本体巡游时存在的输入约束、状态约束以及变压器油中存在的未知环境扰动,提出一种非线性模型预测控制的巡检轨迹跟踪控制算法。该算法考虑油下机器人在巡检中存在的未知环境干扰,通过构建扩张状态观测器,实现对变压器油中环境扰动的估计。在此基础上,提出非线性模型预测控制算法,并利用干扰估计信息进行在线补偿,以提高巡检机器人控制精度。最后,通过数值仿真对比验证所提出算法的轨迹跟踪能力及抗干扰能力。结果表明:该算法显著提高了控制系统的稳定性和跟踪性能,且具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 油下巡检机器人 轨迹跟踪 非线性模型预测控制 抗干扰能力 扩张状态观测器
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生殖器疱疹与艾滋病的关联性研究——基于潜类模型的双轨迹分析
14
作者 郭剑 王媛 《中国卫生统计》 北大核心 2025年第3期452-456,共5页
目的探索生殖器疱疹和艾滋病患病的关联性,为制定疾病防控策略提供科学依据。方法利用全球疾病负担研究中204个国家于1990—2019年间30年的生殖器疱疹和艾滋病逐年男、女年龄别标准化患病率,使用基于类的轨迹模型分别将两个患病率指标... 目的探索生殖器疱疹和艾滋病患病的关联性,为制定疾病防控策略提供科学依据。方法利用全球疾病负担研究中204个国家于1990—2019年间30年的生殖器疱疹和艾滋病逐年男、女年龄别标准化患病率,使用基于类的轨迹模型分别将两个患病率指标划分为不同水平的“潜类”组,并采用双轨迹分析这两种疾病“潜类”间的关联程度。结果将男性生殖器疱疹和男性艾滋病均划分为:低、中低、中高、高4个水平。女性生殖器疱疹划分为低、中低、中、中高、高5个水平,而女性艾滋病则分为低、中、高3个水平。双轨迹分析表明:生殖器疱疹患病率处于高水平的国家,艾滋病患病率亦处于高水平的概率女性(52.2%)高于男性(22.4%)。而艾滋病患病率处于高水平的国家,其生殖器疱疹患病率处于高水平组概率非常高:男性100%、女性92.3%。结论生殖器疱疹流行对艾滋病流行预警作用有限,而艾滋病流行的国家应重视生殖器疱疹的防控。 展开更多
关键词 生殖器疱疹 艾滋病 患病 潜类模型 双轨迹分析
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基于动力学降噪模型的蛇形臂机器人末端轨迹跟随算法
15
作者 张志刚 靳勇利 +2 位作者 王栋银 付志军 秦国栋 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期407-413,共7页
针对超冗余蛇形机器臂在狭小受限空间的运动规划问题,提出了一种基于等效多连杆动力学降噪模型的末端轨迹跟随算法。将蛇形臂视作关节点约束在末端无碰撞轨迹曲线上运动的多连杆系统,基于虚功原理推导了该刚柔耦合系统的动力学方程。臂... 针对超冗余蛇形机器臂在狭小受限空间的运动规划问题,提出了一种基于等效多连杆动力学降噪模型的末端轨迹跟随算法。将蛇形臂视作关节点约束在末端无碰撞轨迹曲线上运动的多连杆系统,基于虚功原理推导了该刚柔耦合系统的动力学方程。臂节的长度条件由连杆的轴向刚度保证,并通过模型降噪方法从模型层面滤除高频分量影响,使常规显式算法可用于等效多连杆系统方程的高效求解。采用所提算法可以指定蛇形臂末端或基座的速度规律,进而实现蛇形臂沿末端轨迹的运动规划。由于蛇形臂关节被严格限制在可行性轨迹曲线上运动,因此可以实现在狭小深腔环境下的避障运动规划。通过求解平面和空间典型数值算例可知,采用所提算法进行蛇形机械臂运动规划具有足够的计算精度和效率。 展开更多
关键词 蛇形臂机器人 运动规划 末端轨迹跟随 模型降噪 刚柔耦合
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基于自适应模型预测的挖掘机轨迹跟踪控制方法
16
作者 周恭喜 李仕江 +1 位作者 侯亮 卜祥建 《机电工程》 北大核心 2025年第10期1851-1863,共13页
在挖掘机作业过程中,由于复杂的工作环境、液压系统强非线性的特性以及外部负载的波动,会导致挖掘机轨迹跟踪精度变差且系统变得不稳定。针对这些问题,提出了一种基于递推最小二乘法(RLS)的自适应模型预测轨迹跟踪控制方法(RLS-MPC)。首... 在挖掘机作业过程中,由于复杂的工作环境、液压系统强非线性的特性以及外部负载的波动,会导致挖掘机轨迹跟踪精度变差且系统变得不稳定。针对这些问题,提出了一种基于递推最小二乘法(RLS)的自适应模型预测轨迹跟踪控制方法(RLS-MPC)。首先,建立了挖掘机的运动学模型和液压系统数学模型;然后,将构建的系统数学模型转化为状态空间方程的形式,设计了模型预测控制器(MPC)和RLS自适应模块,使用RLS在线估计了系统参数,实时更新了MPC预测模型;最后,采用MATLAB/Simulink构建了系统仿真模型,在有、无干扰工况下进行了仿真分析;并搭建了实车实验平台,开展了场地试验,测试了空载实验和挖掘实验下的挖掘机轨迹跟踪性能。研究结果表明:RLS-MPC实验收敛速度比PID和MPC提高了6.5%与5.6%;实验稳态误差达到了0.0001 m;在面对负载突变时,整个作业过程的误差都维持在厘米级,且遭受冲击后恢复时间最短。这充分证明了RLS-MPC能够显著提升其响应速度、轨迹跟踪精度以及抗干扰能力,在面对外部干扰和系统不确定性时具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 工程机械 自适应控制 液压系统数学模型 递推最小二乘法 模型预测控制 轨迹跟踪 鲁棒性
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基于潜类别增长模型的人类免疫缺陷病毒暴露后预防就诊者疾病进展恐惧的变化轨迹研究
17
作者 石敏 王慧群 +2 位作者 张利漫 王文慧 徐兴莲 《军事护理》 北大核心 2025年第2期75-79,共5页
目的 探讨人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)暴露后预防(post-exposure prophylaxis, PEP)就诊者疾病进展恐惧(fear of progression, FoP)变化轨迹及其影响因素,为改善该类人群的恐惧心理提供参考。方法 2023年5-10... 目的 探讨人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)暴露后预防(post-exposure prophylaxis, PEP)就诊者疾病进展恐惧(fear of progression, FoP)变化轨迹及其影响因素,为改善该类人群的恐惧心理提供参考。方法 2023年5-10月,采用便利抽样选取江苏省南京市某传染病专科医院的PEP就诊者204例为研究对象,在就诊的第1、14、30天采用疾病进展恐惧量表、领悟社会支持量表等对其调查,应用潜类别增长模型识别其FoP轨迹类别,采用单因素分析及多元Logistic回归分析其影响因素。结果 第1、14、30天时就诊者FoP得分分别为47.00(37.25,56.00)分、42.00(33.00,49.00)分和31.50(22.25,45.00)分,其FoP轨迹分为高恐惧缓慢下降组、中恐惧显著下降组和低恐惧组3种类别,其社会支持得分分别为38.00(41.00,47.00)分、47.00(37.00,66.00)分和54.00(38.50,59.00)分;3个类别的PEP就诊者在性别、教育水平、职业和社会支持得分等方面差异均有统计学意义(均P<0.05)。性别、职业、社会支持是PEP就诊者FoP轨迹类别的影响因素(均P<0.05)。结论 发生HIV暴露后就诊者在就诊1个月内,FoP水平变化程度不同,其FoP轨迹存在群体异质性。 展开更多
关键词 人类免疫缺陷病毒 暴露后预防 疾病进展恐惧 潜类别增长模型 轨迹
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压电偏摆台四阶参考模型校正的轨迹跟踪控制
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作者 王巍 赖磊捷 《压电与声光》 北大核心 2025年第5期923-928,共6页
以压电偏摆台为代表的压电驱动纳米定位平台存在低阻尼谐振问题,在高速运动或控制器设计不当时易激发平台谐振,严重影响平台稳定性和定位精度。为了抑制平台谐振,同时兼顾良好的动态性能和噪音抑制能力,采用四阶参考模型校正策略设计了... 以压电偏摆台为代表的压电驱动纳米定位平台存在低阻尼谐振问题,在高速运动或控制器设计不当时易激发平台谐振,严重影响平台稳定性和定位精度。为了抑制平台谐振,同时兼顾良好的动态性能和噪音抑制能力,采用四阶参考模型校正策略设计了压电偏摆台控制系统。利用四阶参考模型的动态特性优势,无需传统方法的极点配置和求解过程,简化了设计流程,同时保证了系统的快速响应和稳定性。首先搭建了压电偏摆台实验系统,利用系统辨识方法辨识得到其开环传递函数;然后利用平台的期望性能指标设计了四阶参考模型开环传递函数,并将平台的开环传递函数变换成理想的四阶参考模型,兼顾了平台的稳态精度与动态性能,同时增强了系统的抗噪声能力;最后利用所设计的四阶参考模型校正控制器对余弦信号和三角波信号进行轨迹跟踪实验。实验结果表明,四阶参考模型校正控制器可以有效提升平台的稳定性和轨迹跟踪精度,相比于传统的PID控制器,其均方根误差和最大误差分别减少了98%和30%以上。 展开更多
关键词 压电偏摆台 压电陶瓷驱动器 谐振抑制 四阶参考模型校正 轨迹跟踪
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基于组基轨迹模型的全膝关节置换术病人心理弹性轨迹及影响因素 被引量：4
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作者 吕静 苏晴晴 +3 位作者 李琪 张瑶瑶 李亚可 李海燕 《护理研究》 北大核心 2024年第15期2648-2654,共7页
目的:追踪全膝关节置换术后病人心理弹性的动态变化,并探究轨迹的相关影响因素。方法:选取2022年7月—2023年2月青岛市某三级甲等医院关节外科接受全膝关节置换术的病人为研究对象,在病人入院当天、术后3 d、术后2周拆线当日、术后1个... 目的:追踪全膝关节置换术后病人心理弹性的动态变化,并探究轨迹的相关影响因素。方法:选取2022年7月—2023年2月青岛市某三级甲等医院关节外科接受全膝关节置换术的病人为研究对象,在病人入院当天、术后3 d、术后2周拆线当日、术后1个月复诊当日、术后3个月复诊时调查病人的心理弹性水平,使用组基轨迹模型识别心理弹性变化轨迹及轨迹类别,采用多元Logistic回归分析不同轨迹的影响因素。结果:经模型拟合,最后得出4条不同的心理弹性轨迹,分别为低心理弹性平稳组、中心理弹性平稳组、低心理弹性下降组、高心理弹性上升组。多元Logistic回归分析结果显示,文化程度、领悟社会支持、正负性情绪为全膝关节置换术病人心理弹性轨迹的影响因素(P<0.05)。结论:全膝关节置换术病人心理弹性存在4个异质性轨迹亚组,且随时间而发生变化,但大多数病人在术后可以保持平稳水平。文化程度、领悟社会支持、正负性情绪为病人心理弹性的影响因素。 展开更多
关键词 全膝关节置换术 心理弹性 影响因素 组基轨迹模型
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基于紧约束鲁棒模型预测控制的无人车辆轨迹跟踪控制 被引量：1
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作者 贾立新 林秀锐 +1 位作者 倪洪杰 刘安东 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第3期275-281,共7页
针对无人驾驶车辆的轨迹跟踪问题,基于车辆非线性动力学模型,设计了一种紧约束鲁棒模型预测控制(MPC)方法。首先,利用魔术公式轮胎模型,结合车辆3自由度系统,构建了具有有界干扰的车辆线性离散误差模型;其次,采用紧约束控制策略设计系... 针对无人驾驶车辆的轨迹跟踪问题,基于车辆非线性动力学模型,设计了一种紧约束鲁棒模型预测控制(MPC)方法。首先,利用魔术公式轮胎模型,结合车辆3自由度系统,构建了具有有界干扰的车辆线性离散误差模型;其次,采用紧约束控制策略设计系统的鲁棒优化问题;最后,通过在线优化得到最优控制序列,并离线构造之后多个时刻满足约束条件的可行控制序列。仿真结果表明,所提算法能够使车辆稳定快速跟踪上参考轨迹并有效提高系统计算资源利用率。 展开更多
关键词 模型预测控制(MPC) 紧约束 无人车 轨迹跟踪
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