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基于MPC和PID的脚轮式全向移动平台轨迹跟踪
1
作者
李华夏
黄晓蓉
+3 位作者
沈安林
蒋鹏
彭忆强
隋立起
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2024年第7期2285-2293,共9页
针对现有运动控制策略无法保证独立驱动脚轮式全向移动平台位姿的高精度控制问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)和PID控制相结合的双闭环轨迹跟踪控制策略。首先,利用运动学几何关系建立独立驱动脚轮式全向移动平台在世界坐标系下的三...
针对现有运动控制策略无法保证独立驱动脚轮式全向移动平台位姿的高精度控制问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)和PID控制相结合的双闭环轨迹跟踪控制策略。首先,利用运动学几何关系建立独立驱动脚轮式全向移动平台在世界坐标系下的三自由度运动学模型,基于正交分解法建立平台在机器人坐标系下的逆运动学模型,以反映平台中心点速度与各个脚轮转速间的关系;其次,采用MPC并基于三自由度运动学模型设计位姿控制器,使平台对期望轨迹进行位姿跟踪,并在考虑多目标约束条件的情况下通过位姿控制器求解出最优控制量;最后,采用PID设计速度控制器,用于跟踪位姿控制器输出的期望速度,通过平台逆运动学模型计算得到期望轮速,从而驱动平台实现全向运动。通过仿真验证了所提控制策略的有效性,平台能有效跟踪直线轨迹和圆形轨迹。仿真结果表明,与通过平台转角逆运动学模型解耦驱动轮速的位置单环轨迹跟踪控制策略相比,加入速度内环后系统超调量下降97.23%,响应时间缩短36.84%。
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关键词
独立驱动脚轮式全向移动平台
模型预测控制
轨迹跟踪
PID控制
运动学模型
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职称材料
电驱动机械变速器换挡控制器的硬件设计与测试
被引量：
4
2
作者
刘凯
陈科山
+3 位作者
万里冰
田丰
陈红旭
李为
《重庆理工大学学报（自然科学）》
CAS
北大核心
2019年第9期17-24,共8页
在电动汽车中,电驱动机械变速器(EMT)自动换挡控制系统的动态响应性能、稳定性和可靠性直接影响车辆性能。为了提升电驱动机械变速器的综合性能,要求换挡控制器(TCU)对控制系统的输入信号能实现精确测量,包括变速器输入轴和输出轴的转...
在电动汽车中,电驱动机械变速器(EMT)自动换挡控制系统的动态响应性能、稳定性和可靠性直接影响车辆性能。为了提升电驱动机械变速器的综合性能,要求换挡控制器(TCU)对控制系统的输入信号能实现精确测量,包括变速器输入轴和输出轴的转速和转角信号、接合套位置信号、油门踏板开度信号等,并对换挡执行机构实现精确控制。为达到设计要求,基于英飞凌XC2267M核心处理器,设计了适用于电驱动机械变速器的专用TCU,包括信号采集与调理单元、换挡电机驱动单元等。该专用TCU能对输入信号进行精确测量,并通过对换挡执行机构的精确控制,使接合套位移控制精度达到1 mm。最后通过硬件在环仿真和实车道路测试验证系统性能,为电驱动机械变速器实现快速、平稳的换挡提供了硬件基础。
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关键词
电驱动机械变速器
换挡控制器
硬件电路设计
控制模块
性能测试
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职称材料
电驱动换挡机构疲劳寿命试验系统设计
被引量：
1
3
作者
严才秀
周振威
+2 位作者
汤伦权
李萍瑛
朱利
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2022年第1期132-136,共5页
根据电驱动换挡机构疲劳寿命试验要求,设计开发了基于电驱动换挡机构疲劳寿命为评价指标的试验系统;并就系统的组成、工作原理和测控软件等进行了详细介绍。经试验验证,该系统稳定可靠,操作方便,很好地满足了电驱动换挡机构疲劳寿命试...
根据电驱动换挡机构疲劳寿命试验要求,设计开发了基于电驱动换挡机构疲劳寿命为评价指标的试验系统;并就系统的组成、工作原理和测控软件等进行了详细介绍。经试验验证,该系统稳定可靠,操作方便,很好地满足了电驱动换挡机构疲劳寿命试验的要求。目前,该系统已在多款电驱动换挡机构研发阶段取得了良好的应用效果。
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关键词
电驱动换挡机构
换挡冲击
疲劳寿命
试验系统
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职称材料
题名
基于MPC和PID的脚轮式全向移动平台轨迹跟踪
1
作者
李华夏
黄晓蓉
沈安林
蒋鹏
彭忆强
隋立起
机构
西华大学汽车与交通学院
汽车测控与安全四川省重点实验室(西华大学)
四川省新能源汽车智能控制与仿真测试技术工程研究中心(西华大学)
宜宾丰川动力科技有限公司
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2024年第7期2285-2293,共9页
基金
四川省科技厅重点研发项目(2020YFG0211)
四川省科技厅国际合作项目(2023YFH0065)
四川省科技创新基地建设项目(2022ZYD0125)。
文摘
针对现有运动控制策略无法保证独立驱动脚轮式全向移动平台位姿的高精度控制问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)和PID控制相结合的双闭环轨迹跟踪控制策略。首先,利用运动学几何关系建立独立驱动脚轮式全向移动平台在世界坐标系下的三自由度运动学模型,基于正交分解法建立平台在机器人坐标系下的逆运动学模型,以反映平台中心点速度与各个脚轮转速间的关系;其次,采用MPC并基于三自由度运动学模型设计位姿控制器,使平台对期望轨迹进行位姿跟踪,并在考虑多目标约束条件的情况下通过位姿控制器求解出最优控制量;最后,采用PID设计速度控制器,用于跟踪位姿控制器输出的期望速度,通过平台逆运动学模型计算得到期望轮速,从而驱动平台实现全向运动。通过仿真验证了所提控制策略的有效性,平台能有效跟踪直线轨迹和圆形轨迹。仿真结果表明,与通过平台转角逆运动学模型解耦驱动轮速的位置单环轨迹跟踪控制策略相比,加入速度内环后系统超调量下降97.23%,响应时间缩短36.84%。
关键词
独立驱动脚轮式全向移动平台
模型预测控制
轨迹跟踪
PID控制
运动学模型
Keywords
independently driven caster-type omnidirectional mobile platform
Model Predictive Control(MPC)
trajectory tracking
Proportional Integral Derivative(PID)control
kinematic model
分类号
TP273.4 [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
电驱动机械变速器换挡控制器的硬件设计与测试
被引量：
4
2
作者
刘凯
陈科山
万里冰
田丰
陈红旭
李为
机构
北京交通大学机械与电子控制工程学院
清华大学汽车安全与节能国家重点实验室
宜宾丰川动力科技有限公司
出处
《重庆理工大学学报（自然科学）》
CAS
北大核心
2019年第9期17-24,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51775291)
文摘
在电动汽车中,电驱动机械变速器(EMT)自动换挡控制系统的动态响应性能、稳定性和可靠性直接影响车辆性能。为了提升电驱动机械变速器的综合性能,要求换挡控制器(TCU)对控制系统的输入信号能实现精确测量,包括变速器输入轴和输出轴的转速和转角信号、接合套位置信号、油门踏板开度信号等,并对换挡执行机构实现精确控制。为达到设计要求,基于英飞凌XC2267M核心处理器,设计了适用于电驱动机械变速器的专用TCU,包括信号采集与调理单元、换挡电机驱动单元等。该专用TCU能对输入信号进行精确测量,并通过对换挡执行机构的精确控制,使接合套位移控制精度达到1 mm。最后通过硬件在环仿真和实车道路测试验证系统性能,为电驱动机械变速器实现快速、平稳的换挡提供了硬件基础。
关键词
电驱动机械变速器
换挡控制器
硬件电路设计
控制模块
性能测试
Keywords
electric-drive mechanical transmission
shift controller unit
hardware circuit design
control module
accuracy
performance testing
分类号
TP39 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
电驱动换挡机构疲劳寿命试验系统设计
被引量：
1
3
作者
严才秀
周振威
汤伦权
李萍瑛
朱利
机构
宜宾
职业技术学院
宜宾丰川动力科技有限公司
出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2022年第1期132-136,共5页
基金
“科技助力经济2020”重点专项项目(SQ2020YFF0405423)
宜宾职业技术学院院级科研项目(ybzysc18-11,21ZRYB-05)。
文摘
根据电驱动换挡机构疲劳寿命试验要求,设计开发了基于电驱动换挡机构疲劳寿命为评价指标的试验系统;并就系统的组成、工作原理和测控软件等进行了详细介绍。经试验验证,该系统稳定可靠,操作方便,很好地满足了电驱动换挡机构疲劳寿命试验的要求。目前,该系统已在多款电驱动换挡机构研发阶段取得了良好的应用效果。
关键词
电驱动换挡机构
换挡冲击
疲劳寿命
试验系统
Keywords
electric drive gear shifting mechanism
shift shock
fatigue life
test system
分类号
U467.3 [机械工程—车辆工程]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于MPC和PID的脚轮式全向移动平台轨迹跟踪
李华夏
黄晓蓉
沈安林
蒋鹏
彭忆强
隋立起
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
电驱动机械变速器换挡控制器的硬件设计与测试
刘凯
陈科山
万里冰
田丰
陈红旭
李为
《重庆理工大学学报（自然科学）》
CAS
北大核心
2019
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
电驱动换挡机构疲劳寿命试验系统设计
严才秀
周振威
汤伦权
李萍瑛
朱利
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2022
1
在线阅读
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职称材料
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