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考虑传动效率的HMT拖拉机经济性控制策略
1
作者 杨树军 张志林 +2 位作者 陈志强 李学良 彭增雄 《农业工程学报》 北大核心 2025年第15期48-56,共9页
液压机械无级变速器(hydro-mechanical continuously variable transmission,HMT)的传动效率伴随输入输出状态的改变产生很大的变化幅度,是影响HMT拖拉机经济性的重要因素。该研究基于HMT效率探究目标函数的制定对拖拉机经济性的影响,... 液压机械无级变速器(hydro-mechanical continuously variable transmission,HMT)的传动效率伴随输入输出状态的改变产生很大的变化幅度,是影响HMT拖拉机经济性的重要因素。该研究基于HMT效率探究目标函数的制定对拖拉机经济性的影响,提出以发动机效率最高及发动机与HMT整体效率最高为目标函数的发动机效率最优控制策略(engine efficiency optimal control strategy,EOCS)和整体效率最优控制策略(integral efficiency optimal control strategy,IOCS);建立发动机与HMT效率模型,采用改进的鱼群算法对控制参数进行寻优求解,得到两种控制策略下最优控制参数(发动机转速和HMT速比);建立HMT拖拉机仿真模型,根据实车道路和作业试验数据,提取常用工况数据片段,构建以车速和作业阻力为参数的循环工况,对两种控制策略进行对比仿真研究。仿真结果表明:在一个仿真循环工况下IOCS燃油消耗量为1.356L,较EOCS的1.381L降低了1.81%。对比分析仿真结果可知:IOCS能够有效提高发动机与HMT整体效率,经济性较EOCS好,但负载变化时发动机工作点变化较EOCS剧烈,加速性能较EOCS差;EOCS经济性略逊于IOCS,但负载变化时发动机工作点变化较IOCS平稳,加速性能较IOCS好。研究结果可为制定HMT拖拉机满足工程应用要求的控制策略提供参考。 展开更多
关键词 拖拉机 传动效率 经济性 控制策略 液压机械无级变速器
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非可视条件下路面可跨越障碍物特征识别
2
作者 李昊 李浩泽 《汽车工程》 北大核心 2025年第1期67-76,66,共11页
本文关注非可视条件下的智能驾驶需求,利用毫米波雷达可全天候工作及受光照和天气影响较小的特性,实现路面可跨越障碍物的形位特征识别。本文以路面减速带为例,构建基于毫米波雷达的路面障碍物特征感知系统,将雷达天线平面朝向地面并与... 本文关注非可视条件下的智能驾驶需求,利用毫米波雷达可全天候工作及受光照和天气影响较小的特性,实现路面可跨越障碍物的形位特征识别。本文以路面减速带为例,构建基于毫米波雷达的路面障碍物特征感知系统,将雷达天线平面朝向地面并与地面保持一定夹角,利用FFT-CZT两级处理结构对雷达中频数据进行频谱细化,获得较高精度的距离值。进一步通过分析雷达点云数据,将每帧数据中获取的最短目标距离值进行融合,得到路面减速带的二维可视化成像。最后,通过对可视化数据的分析,建立路面减速带几何模型,提出减速带特征参数计算方法。本文搭建了实车测试平台,采集了从0°到90°不同夹角数据,在45°夹角处得到减速带高度估计值平均绝对误差保持在4 mm以内,宽度估计值平均绝对误差为21 mm,验证了本文提出方法的有效性。 展开更多
关键词 路面障碍物检测 毫米波雷达 二维成像 形位特征 非可视条件
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电驱动泵控履带平台设计
3
作者 郭锐 陈自力 牛文亮 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第4期639-643,共5页
针对传统履带平台液压驱动效率低、能耗高的问题,提出了交流伺服电机直驱双向液压泵-液压马达容积调速回路的履带智能驱动平台。首先设计了电驱液控复合驱动的履带式行走平台,搭建了其三维模型,完成了双向液压泵-液压马达容积调速系统... 针对传统履带平台液压驱动效率低、能耗高的问题,提出了交流伺服电机直驱双向液压泵-液压马达容积调速回路的履带智能驱动平台。首先设计了电驱液控复合驱动的履带式行走平台,搭建了其三维模型,完成了双向液压泵-液压马达容积调速系统的性能匹配,实现了电气控制系统和具有无线遥控功能的人机交互界面的设计,最终开展了电驱液控履带式智能驱动平台的样机制作和试验工作。试验结果表明:样机在平地和30°斜坡这2种工况下,可以顺利完成前进、后退、左右转弯、制动等设计的功能动作。本文研究内容可为其他对机动性和灵活性要求较高的小型工程机械或农业机械的装备设计提供借鉴。 展开更多
关键词 电驱动泵控履带平台 液压差速转向 电驱液控 远程遥控
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全浮式空气弹簧驾驶室焊接疲劳特性研究
4
作者 杜建 董国疆 +1 位作者 韩杰 刘志雷 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第8期1359-1370,共12页
为探究等效结构应力法与名义应力法分析驾驶室焊接疲劳特性的精度差异,以某重型卡车全浮式空气弹簧驾驶室为研究对象,采集试验场道路载荷谱数据,搭建并验证驾驶室刚柔耦合虚拟台架模型。通过虚拟迭代法解算驾驶室接口点动态疲劳仿真载... 为探究等效结构应力法与名义应力法分析驾驶室焊接疲劳特性的精度差异,以某重型卡车全浮式空气弹簧驾驶室为研究对象,采集试验场道路载荷谱数据,搭建并验证驾驶室刚柔耦合虚拟台架模型。通过虚拟迭代法解算驾驶室接口点动态疲劳仿真载荷谱数据,分别基于等效结构应力法与名义应力法对驾驶室焊缝与焊点进行分析。结果表明等效结构应力法预测结果较名义应力法保守,且精度较高,与台架试验结果更为接近,最大相对误差值为33.5%;等效结构应力法对网格具有不敏感性,具有识别焊接部位应力集中效应的特征。最后,对驾驶室焊缝与焊点危险部位进行结构与工艺改进,改进后驾驶室整体焊缝疲劳寿命、焊点疲劳寿命分别提升了6倍、3.2倍,并通过台架试验验证了改进方案的有效性。 展开更多
关键词 载荷谱采集 多体动力学 虚拟迭代 等效结构应力法 焊缝 焊点
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基于实测载荷谱的横向稳定杆连杆疲劳分析与优化
5
作者 刘志雷 杜建 韩杰 《机械强度》 北大核心 2025年第1期134-145,共12页
为解决某皮卡车横向稳定杆连杆疲劳断裂问题,以实测载荷谱为数据支撑,基于多体动力学载荷分解法进行连杆疲劳分析与结构改进。开展稳定杆连杆载荷谱采集试验,进行传感器信号之间的关联分析,验证了采集信号的有效性。通过悬架运动学与柔... 为解决某皮卡车横向稳定杆连杆疲劳断裂问题,以实测载荷谱为数据支撑,基于多体动力学载荷分解法进行连杆疲劳分析与结构改进。开展稳定杆连杆载荷谱采集试验,进行传感器信号之间的关联分析,验证了采集信号的有效性。通过悬架运动学与柔顺性(Kinematics Compliance,KC)试验,校验了悬架系统动力学模型传力的准确性,采用虚拟迭代法,以实测载荷谱信号为激励,验证了整车动态模型的精度。对比运用多体动力学载荷分解法、压杆失稳理论法、台架试验法3种方法分别获取连杆的临界载荷,对连杆强度进行校核,并与连杆实测载荷值进行对比,对3种方法准确性进行评价。结果表明,多体动力学载荷分解法能精准地预测连杆的临界载荷,而台架试验法结果存在一定误差,压杆失稳理论不能直接用于连杆的强度校核。结合名义应力法与多体动力学分解的载荷谱对连杆开展疲劳仿真与优化,仿真预测连杆疲劳里程数为12143 km,与真实寿命相对误差值为14%,证明了仿真方法的有效性,对连杆杆身端口危险部位进行结构改进,消除了连杆应力集中现象,使连杆设计寿命满足使用要求。 展开更多
关键词 载荷谱 多体动力学 虚拟迭代 疲劳损伤
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基于Unity 3D与自然手势交互的车辆虚拟拆装实验系统 被引量：8
6
作者 王文锋 杨韬 《高技术通讯》 CAS 2021年第6期646-652,共7页
传统的车辆虚拟拆装仿真技术,存在实操感差、交互灵活性低的问题。鉴于此,本文提出了基于自然手势交互的汽车虚拟拆装实验系统和方法框架。通过Leap Motion手势识别,构建了车辆拆装虚拟仿真实验平台,提供了发动机拆装、整车拆装、传动... 传统的车辆虚拟拆装仿真技术,存在实操感差、交互灵活性低的问题。鉴于此,本文提出了基于自然手势交互的汽车虚拟拆装实验系统和方法框架。通过Leap Motion手势识别,构建了车辆拆装虚拟仿真实验平台,提供了发动机拆装、整车拆装、传动系统拆装、制动系统拆装和转向系统拆装模块,实现了拆装过程的仿真和评价。与传统的车辆虚拟拆装方法相比,基于自然手势交互的虚拟拆装方法具有交互性和沉浸性更强的优点,能够最大程度地模拟现场车辆拆装过程,避免实践场地、时间不足的问题。 展开更多
关键词 虚拟现实(VR) 人机交互 虚拟装配 手势识别
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基于图像显著性特征融合的弱势道路使用者检测算法
7
作者 王欢欢 金立生 +1 位作者 张也 符旭朋 《汽车工程》 北大核心 2025年第10期1895-1904,1913,共11页
针对复杂场景中弱势道路使用者检测面临的目标遮挡、特征冲突和前景背景模糊的问题,本文提出一种基于图像显著性特征融合的轻量化弱势道路使用者检测算法。首先,基于重构的方法提取图像的显著性特征,将其与彩色图像分别输入卷积神经网... 针对复杂场景中弱势道路使用者检测面临的目标遮挡、特征冲突和前景背景模糊的问题,本文提出一种基于图像显著性特征融合的轻量化弱势道路使用者检测算法。首先,基于重构的方法提取图像的显著性特征,将其与彩色图像分别输入卷积神经网络。其次,构建轻量化非权重共享特征提取融合网络,实现特征深度融合。在此基础上,引入混合注意力机制,提出高效注意力层聚模块,提高关键特征利用效率。最后,在构建的复杂场景多类别弱势道路使用者数据集进行训练和测试。结果表明:提出的模型能够在复杂交通场景下高效准确地检测弱势道路使用者,平均精度达到94.3%,精确率达到94.6%,FPS达到23.25 Hz,相比于基线网络YOLOv7平均精度提高了2.1%,精确率提高了3.5%。 展开更多
关键词 弱势道路使用者 目标检测 特征融合 轻量化网络 混合注意力
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基于角度交并比和自适应生命周期的三维多目标跟踪算法
8
作者 孙鑫宇 金立生 +3 位作者 霍震 王欢欢 贺阳 刘栋 《汽车工程》 北大核心 2025年第6期1169-1176,共8页
针对智能汽车在真实交通环境跟踪周围目标时面临的轨迹错误关联和过早删除问题,本文提出一种基于角度交并比和自适应生命周期的三维多目标跟踪算法。首先,采用分数过滤与非极大值抑制分别去除低置信度和重叠的检测框,结合恒定速度模型... 针对智能汽车在真实交通环境跟踪周围目标时面临的轨迹错误关联和过早删除问题,本文提出一种基于角度交并比和自适应生命周期的三维多目标跟踪算法。首先,采用分数过滤与非极大值抑制分别去除低置信度和重叠的检测框,结合恒定速度模型与卡尔曼滤波消除轨迹的帧间位移。其次,考虑位置和角度因素设计角度交并比,使用匈牙利算法求解二部图最优匹配。最后,根据轨迹中断与目标距离第一性原理制定自适应生命周期策略,以动态管理轨迹状况。实验表明,改进后的方法在Waymo数据集上车辆、骑车者和行人3类目标的Mismatch依次为0.07%、0.27%和0.29%,相比于基线算法分别下降0.03%、0.18%和0.21%;在nuScenes数据集上,所提方法的IDS为312次,与基线算法相比降低49.9%。提出的角度交并比和自适应生命周期能够减少身份切换次数,改进的三维多目标跟踪算法可以获得准确稳定的时序轨迹。 展开更多
关键词 自动驾驶 激光雷达 三维多目标跟踪 角度交并比 自适应生命周期
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异辛烷燃烧过程的声场激励调控特性 被引量：1
9
作者 邸立明 欧阳强 +1 位作者 支富祥 史程 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期26-34,共9页
从宏观与微观层面分析了超声波对异辛烷燃烧的调控作用机理,利用发动机台架试验验证了原机三维燃烧数值模拟模型,基于燃烧室内物理嵌入动网格声源面方法,实现将20 kHz振幅为300μm超声波成功馈入燃烧室.将有、无超声波馈入燃烧室的工作... 从宏观与微观层面分析了超声波对异辛烷燃烧的调控作用机理,利用发动机台架试验验证了原机三维燃烧数值模拟模型,基于燃烧室内物理嵌入动网格声源面方法,实现将20 kHz振幅为300μm超声波成功馈入燃烧室.将有、无超声波馈入燃烧室的工作缸压差值作为超声辐射压力扰动,研究了超声场激励对异辛烷的着火延迟期、中间反应组分及敏感性的影响特性.通过对比分析超声馈入方案S_(1)~S_(3)及无超声馈入方案S_(0),结果表明:S_(1)~S_(3)方案均使燃烧相位得以提前,S_(2)和S_(3)中C_(3)H_(6)、IC_(4)H_(8)和C_(2)H_(4)的峰值摩尔分数分别提升42.1%、24.7%、27.5%和21.5%、9.6%、5.3%,且两者异辛烷燃尽时间均提前0.18 s.当量比为1且初始温度分别为1300 K和1700 K时,着火延迟期分别缩短31.8%和6.4%,且均促进了OH自由基的大量生成. 展开更多
关键词 异辛烷 燃烧特性 燃烧调控 超声场激励 着火延迟期
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变截面空心矩形前轴的设计及垂向、纵向工况性能的研究
10
作者 王连东 李金蔚 +2 位作者 冯凯 张宇 田野 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2339-2347,2338,共10页
汽车前轴的尺寸大、受力复杂,主要用锻造方法制造,受到工字形结构的限制难以轻量化。本文给出了空心汽车前轴的设计方法,采用变截面变壁厚的空心矩形结构和组合的钢板弹簧座,实现轻量化、改善抗弯扭性能。通过垂向及纵向工况有限元模拟... 汽车前轴的尺寸大、受力复杂,主要用锻造方法制造,受到工字形结构的限制难以轻量化。本文给出了空心汽车前轴的设计方法,采用变截面变壁厚的空心矩形结构和组合的钢板弹簧座,实现轻量化、改善抗弯扭性能。通过垂向及纵向工况有限元模拟揭示主销孔处壁厚对拳部强度的影响规律,给出拳部壁厚系数、封堵孔高度系数、封堵孔宽度系数的合适范围。选用无缝钢管试制出某轴荷5 t的空心前轴1∶1样件,较锻造前轴轻量10.75%。针对试制的空心前轴样件,进行了垂向、纵向的刚度试验以及垂向工况的静强度试验、疲劳试验,揭示了轴体下表面的垂向位移、轴向应力的变化,揭示了拳部外端面封堵孔边缘的应力分布。试验结果表明:变截面空心矩形前轴的刚度、静强度均符合行业标准,垂向工况的疲劳寿命远高于行业标准,在轻量化的同时改善了性能。 展开更多
关键词 空心矩形前轴 设计方法 强度刚度 疲劳寿命 台架试验
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液压机械无级变速器全工况效率模型及功率损失分析 被引量：3
11
作者 张志林 李学良 +3 位作者 彭增雄 荆崇波 杨树军 陈志强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期48-58,共11页
针对目前液压机械无级变速器(hydro-mechanical continuously variable transmission,HMT)效率模型研究中存在的效率组成不全面、局限于单一工况以及缺少功率损失分析等问题,该研究建立了考虑传动元件及附件功率损失的HMT全工况效率模... 针对目前液压机械无级变速器(hydro-mechanical continuously variable transmission,HMT)效率模型研究中存在的效率组成不全面、局限于单一工况以及缺少功率损失分析等问题,该研究建立了考虑传动元件及附件功率损失的HMT全工况效率模型。首先建立HMT变量泵-定量马达的通用效率模型,根据效率试验数据辨识相关参数;然后建立HMT其他传动机构及附件的效率模型,将各部分效率模型组合得到完整的HMT效率模型。基于自主研发的HMT进行计算,得到全工况效率图和各组成机构的损失功率。搭建试验台,对HMT进行效率试验以验证模型的准确性,HM1段和HM2段在全工况下的效率平均绝对误差分别为0.027 3和0.026 1,相较于对比方法准确性提高了64.59%和55.46%。结合效率图和功率损失情况分析HMT效率特性和影响因素,结果表明:1)本文HMT效率主要受负载和液压单元排量比e影响,输入转速影响不显著;2)低负载下本文HMT效率主要影响因素为负载,高负载下为排量比;3)泵马达功率损失对HMT效率影响最大,e <0时液压损失功率大,HMT效率低;e=0时液压损失功率为0,HMT效率达到最高;4)齿轮和离合器的功率损失对HMT效率的影响不容忽略,考虑其他附件功率损失有利于提高模型计算精度。提高HMT效率的措施:1)尽量避免HMT长时间在功率循环工况下工作,在优先满足负载需求和保证发动机经济性前提下,推荐在纯机械点及其附近工作点作业;2)避免长时间低负载作业,应保持在高负载工况作业;3)选用高效率液压单元或通过改进参数提高液压单元传动效率;4)满足齿轮和离合器性能要求前提下改进参数,降低功率损失。 展开更多
关键词 农业机械 效率模型 液压机械变速器 功率损失
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基于反馈线性化的插秧机路径跟踪模糊预测函数控制 被引量：1
12
作者 刘文龙 郭锐 赵静一 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第22期51-61,共11页
为了提高插秧机路径跟踪系统的控制精度和鲁棒性,该研究提出一种基于反馈线性化的模糊预测函数控制方法。在Frenet坐标系下建立插秧机运动学模型,并采用状态反馈方法对模型进行精确线性化处理,通过选取Morlet小波函数作为基函数,以及依... 为了提高插秧机路径跟踪系统的控制精度和鲁棒性,该研究提出一种基于反馈线性化的模糊预测函数控制方法。在Frenet坐标系下建立插秧机运动学模型,并采用状态反馈方法对模型进行精确线性化处理,通过选取Morlet小波函数作为基函数,以及依据横向误差、横向误差变化率和参考路径曲率设计模糊规则在线调整性能指标函数中的加权系数,进而运用预测函数控制算法求解路径跟踪控制律。Matlab/Simulink仿真试验结果表明,当插秧机作业速度为0.5、1.0、1.5 m/s时,对于直线路径跟踪情况,模糊预测函数控制的横向误差均渐近趋于0,行驶轨迹皆无超调,上线距离分别为1.2、2.3和3.3 m;对于曲线路径跟踪情况,模糊预测函数控制的横向最大绝对误差分别为0.7、2.4和5.1 cm,横向标准差分别为0.4、1.5和2.8 cm。与常规模型预测控制相比,模糊预测函数控制在确保路径跟踪系统实时性的前提下,提高了系统的控制精度,改善了系统的动态性能,并且对作业速度与参考路径曲率变化具有更强的鲁棒性。水田实车试验结果表明,模糊预测函数控制能够使插秧机在不同作业速度下平稳有效地跟踪参考路径,并具有较高的控制精度和鲁棒性;当插秧机作业速度为0.5、1.0与1.5 m/s时,模糊预测函数控制的横向最大绝对误差分别为5.9、7.5和9.8 cm,直线路径横向标准差分别为1.4、1.7和2.7 cm,曲线路径横向标准差分别为2.5、3.6和5.5 cm,跟踪效果满足插秧机实际作业要求。该研究可为插秧机路径跟踪预测控制方法研究提供参考。 展开更多
关键词 插秧机 自动驾驶 路径跟踪 预测函数控制 模糊控制 反馈线性化 基函数
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麻雀搜索算法-粒子群算法与快速扩展随机树算法协同优化的智能车辆路径规划 被引量：15
13
作者 张志文 刘伯威 +2 位作者 张继园 唐杰 张天赐 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期993-999,1009,共8页
针对智能汽车在面对多样化工作场景时其路径规划算法存在响应时间长、规划效率低的问题,提出了多元协同优化策略。首先,融合麻雀搜索算法(SSA)的警惕机制与粒子群算法(PSO)的种群寻优特性,对PSO算法中的惯性权重因子和学习因子进行优化... 针对智能汽车在面对多样化工作场景时其路径规划算法存在响应时间长、规划效率低的问题,提出了多元协同优化策略。首先,融合麻雀搜索算法(SSA)的警惕机制与粒子群算法(PSO)的种群寻优特性,对PSO算法中的惯性权重因子和学习因子进行优化;其次,提出“三角布线”搜索规则,对快速扩展随机树算法(RRT)进行双向优化(RRT-Connect);然后,基于MATLAB软件建立了复杂环境道路仿真模型,对上述优化方案进行了仿真验证。结果表明,相较于单一的优化方案,协同优化算法在路径长度与规划时间上均具有显著的优势。对两种协同优化方案的应用场景进行了实车试验,结果显示:在局部路径规划中,SSA-PSO算法响应时间更短,规划效率更高,而在全局路径规划中,“三角布线”RRT-Connect算法更具优势。 展开更多
关键词 路径规划 麻雀搜索算法 粒子群算法 三角布线 快速扩展随机树算法
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基于噪声抑制的电液位置伺服系统自抗扰控制方法 被引量：8
14
作者 张祝新 孙辉亮 +2 位作者 王立新 李金泽 赵丁选 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期450-458,共9页
测量噪声对扩张状态观测器带宽的限制是影响电液伺服系统自抗扰位置控制器性能的关键问题。为此,提出了一种基于噪声抑制扩张状态观测器的改进自抗扰控制方法。建立电液伺服系统非线性模型,通过坐标变换构造链式积分器结构,明确电液伺... 测量噪声对扩张状态观测器带宽的限制是影响电液伺服系统自抗扰位置控制器性能的关键问题。为此,提出了一种基于噪声抑制扩张状态观测器的改进自抗扰控制方法。建立电液伺服系统非线性模型,通过坐标变换构造链式积分器结构,明确电液伺服系统“总扰动”。引入低通滤波器抑制高频测量噪声,利用滤波后的位置信号构建改进型扩张状态观测器,补偿滤波器导致的相位滞后,分离状态反馈与扰动估计,增加新的扰动估计调节参数,调和观测器高带宽、高估计性能与噪声放大间的矛盾。采用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真与试验结果表明,在系统受扰状态下,与传统LADRC相比,本文所提出控制方法扰动抑制能力更强,位置跟踪精度更高,为自抗扰控制器的工程应用提供了参考。 展开更多
关键词 电液伺服系统 测量噪声 自抗扰控制 低通滤波器
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一种多指标综合最优的抗冲击轨迹规划方法 被引量：5
15
作者 荣誉 陈刚 豆天赐 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期305-316,共12页
为提高机械臂作业效率以及抗冲击能力,提出了一种综合最优轨迹规划方法。首先通过建立3-5-3多项式曲线数学模型构造出端点运动参数可控的关节运动轨迹;然后考虑关节位置、速度、加速度等约束条件,通过加权系数法定义目标函数,使机械臂... 为提高机械臂作业效率以及抗冲击能力,提出了一种综合最优轨迹规划方法。首先通过建立3-5-3多项式曲线数学模型构造出端点运动参数可控的关节运动轨迹;然后考虑关节位置、速度、加速度等约束条件,通过加权系数法定义目标函数,使机械臂的动作时间、冲击和灵巧度达到综合最优,在目标函数的设计中采用动态加权方法来处理关节速度与冲击之间的矛盾;最后,针对标准粒子群算法,利用拉丁超立方抽样函数均匀化种群,并提出随机惯性权重更新策略,得到改进粒子群算法,利用该算法对目标函数进行优化,得到综合最优运动轨迹。进行了仿真和样机实验,实验结果证明所提方法具有可行性。 展开更多
关键词 工业机器人 轨迹规划 多目标优化 粒子群算法
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液压驱动型六轴机械臂运动学研究
16
作者 赵玉贝 杨静 +3 位作者 王伟 高英杰 郭锐 赵静一 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第3期315-320,共6页
针对煤矿工作环境的复杂性和不确定性,提出一种新型6自由度液压驱动串联机械臂,使其具备结构轻量化、控制精准化、操作简易化等特点。首先,以6自由度串联机械臂为研究对象,建立其运动学模型,推导运动学正、逆解;其次,利用极值理论和蒙... 针对煤矿工作环境的复杂性和不确定性,提出一种新型6自由度液压驱动串联机械臂,使其具备结构轻量化、控制精准化、操作简易化等特点。首先,以6自由度串联机械臂为研究对象,建立其运动学模型,推导运动学正、逆解;其次,利用极值理论和蒙特卡洛算法求解末端夹爪的工作空间,证明所设计的串联机械臂有效性;最后,选取机械臂运行的典型轨迹,使用不同的插值策略对机械臂运行的角度、角速度和角加速度进行对比分析。结果表明:6自由度液压驱动机械臂末端夹爪在五次多项式插值策略下运行平稳且连续,没有出现突变现象,可减小整机运行的柔性冲击,提升整机的使用寿命。 展开更多
关键词 6自由度串联机械臂 运动学 轨迹规划
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基于特征增稳的混合固态激光雷达目标检测 被引量：3
17
作者 金立生 张洪瑜 郭柏苍 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1015-1024,共10页
稳定的点云特征提取对激光雷达三维目标检测至关重要。针对现有深度学习算法仅能处理机械旋转式激光雷达点云数据,而对混合固态激光雷达数据支持不足的问题,本文基于IA-SSD搭建了适用于混合固态激光雷达的目标检测模型。首先,在点云编... 稳定的点云特征提取对激光雷达三维目标检测至关重要。针对现有深度学习算法仅能处理机械旋转式激光雷达点云数据,而对混合固态激光雷达数据支持不足的问题,本文基于IA-SSD搭建了适用于混合固态激光雷达的目标检测模型。首先,在点云编码前端添加了Cloth Simulation Filtering(CSF)用于地面次优点过滤;其次,利用局部特征融合和全局双线性正则化层组成的注意力机制,从局部和全局共同推动点云几何信息与特征信息融合;再次,利用GhostGConv替换原有低效的逐点卷积,通过通道混洗机制加强点云的特征交互,构建了增强型特征提取网络。最后,在点检测器IA-SSD中整合了上述模块完成模型构建。在混合固态激光雷达数据集SimoSet开展的验证结果表明,所提出的方法显著优于SimoSet数据集支持的其他算法精度指标;在KITTI数据集中等难度检测中,所提方法将IA-SSD三分类平均检测精度分别提升了1.17、1.47、0.5百分点。 展开更多
关键词 车辆工程 环境感知 目标检测 混合固态激光雷达 特征增稳
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风险场景驱动的次任务驾驶行为对接管绩效的影响 被引量：1
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作者 郭柏苍 雒国凤 +3 位作者 金立生 石业玮 韩卓桐 张洪瑜 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期875-885,共11页
以高风险场景元素参数为控制权切换条件,探究次任务对驾驶人接管绩效的影响。从NGSIM数据集中提取旁车切入高风险场景作为控制权切换条件,使用皮尔逊相关性检验分析不同接管绩效指标间的相关性,利用单因素方差分析比较不同次任务资源占... 以高风险场景元素参数为控制权切换条件,探究次任务对驾驶人接管绩效的影响。从NGSIM数据集中提取旁车切入高风险场景作为控制权切换条件,使用皮尔逊相关性检验分析不同接管绩效指标间的相关性,利用单因素方差分析比较不同次任务资源占用模式与可中断性对接管绩效指标的影响。结果表明,接管时间与接管过程的横纵向操纵能力、安全性、接管效率相互耦合。增加视觉占用会增大0.26s的接管反应时间并破坏车辆纵向稳定性与接管效率,增加听觉占用会增大0.45 s的接管反应时间并降低接管效率,增加认知占用会减小0.23 s的接管反应时间并提升接管安全性,增加操作占用会增大0.21s的接管反应时间并增大接管过程的最大横向加速度,次任务可中断性会减小0.23 s的接管反应时间,但对接管后续车辆控制相关的指标无显著影响。 展开更多
关键词 车辆工程 人机共驾 接管绩效 次任务驾驶 风险场景 次任务可中断性
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重卡桥壳轴向环向补料液压胀形内压加载路径的确定
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作者 张家旗 王连东 +1 位作者 王晓迪 宋希亮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1871-1880,1889,共11页
轴向环向补料液压胀形变形过程复杂,合理的加载路径确定困难,成形时易发生失稳起皱及胀裂。通过变形分析,揭示了轴向环向补料液压胀形两个阶段各典型位置发生变形所需内压的变化规律,确定了线性增压—恒压—线性降压的加载路径,推导出... 轴向环向补料液压胀形变形过程复杂,合理的加载路径确定困难,成形时易发生失稳起皱及胀裂。通过变形分析,揭示了轴向环向补料液压胀形两个阶段各典型位置发生变形所需内压的变化规律,确定了线性增压—恒压—线性降压的加载路径,推导出各阶段的内压计算公式,给出了上控制模平面高度与最大扩径量的关系。针对某载荷10 t重卡桥壳,通过有限元模拟及工程试验验证了加载路径的正确性,揭示出加载路径线性降压段的降压系数、上控制模高度系数对管坯成形质量的影响,确定了二者的合理范围,消除了失稳起皱及开裂的隐患。 展开更多
关键词 重卡桥壳 液压胀形 加载路径 轴向环向补料 D形截面预成形管坯
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无力传感器的操纵手柄自适应变阻抗控制
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作者 倪涛 张泮虹 赵泽仁 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1034-1043,1051,共11页
设计了一款轻量化和紧凑型的二自由度操纵手柄,并基于该操纵手柄提出了一种无力传感器的自适应变阻抗控制策略。根据操纵员操纵力大小对阻抗参数进行相应的调整以适应操纵员不同的操纵习惯;除了保证精确的位置控制外,加入了操纵手柄末... 设计了一款轻量化和紧凑型的二自由度操纵手柄,并基于该操纵手柄提出了一种无力传感器的自适应变阻抗控制策略。根据操纵员操纵力大小对阻抗参数进行相应的调整以适应操纵员不同的操纵习惯;除了保证精确的位置控制外,加入了操纵手柄末端的速度控制,增强了操纵员的操纵感受。另外,在变阻抗柔顺控制的基础上加入了操纵力估计控制策略,从而避免了由于加装力传感器的额外接线导致系统复杂度增加以及由此带来的测量噪声。证明了所提控制策略在Lyapunov意义下的稳定性,说明了控制误差是收敛的,整个闭环系统的信号响应是一致极限有界的。最后,通过仿真实验以及实际台架实验验证了上述策略的有效性和稳定性。 展开更多
关键词 操纵手柄 柔顺控制 阻抗控制 自适应控制 力估计
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