针对电动垂直起降飞行器(electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)合乘运营场景下的动态请求匹配问题,对合乘匹配及路径规划进行研究.首先,考虑eVTOL垂直起降机场容量、eVTOL载重、电池能耗等限制,以乘客和eVTOL运营商利益最大...针对电动垂直起降飞行器(electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)合乘运营场景下的动态请求匹配问题,对合乘匹配及路径规划进行研究.首先,考虑eVTOL垂直起降机场容量、eVTOL载重、电池能耗等限制,以乘客和eVTOL运营商利益最大化为目标建立基于合乘公平性的动态eVTOL路径规划模型;其次,使用基本插入算法和线性插入算法对问题模型进行求解,并对比分析按照先到先服务和请求优先级将新请求与eVTOL进行匹配的两种处理方式;最后,以T市5个火车站和1个机场作为垂直机场,用其实际地理位置信息进行算例研究.研究结果表明:与基本插入算法相比,线性插入算法的计算时间缩短了60%以上,证明该算法可以有效求解模型;与按照先到先服务处理方式相比,请求优先级处理新请求时乘客的平均支付费用减少了0.87%,运营商合乘收益提升了5.86%,实现了在保障乘客和运营商利益下新请求与eVTOL的较优匹配.所构建的动态路径规划模型为eVTOL共享运营模式提供参考.展开更多
针对四旋翼无人机吊挂系统的负载摆动抑制和轨迹跟踪问题,提出一种线性自抗扰控制器(Liner Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)的轨迹跟踪控制方法。首先,考虑到四旋翼吊挂负载耦合飞行的未知外界扰动与模型的动态不确定性...针对四旋翼无人机吊挂系统的负载摆动抑制和轨迹跟踪问题,提出一种线性自抗扰控制器(Liner Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)的轨迹跟踪控制方法。首先,考虑到四旋翼吊挂负载耦合飞行的未知外界扰动与模型的动态不确定性,为飞行器的姿态、位置设计线性自抗扰控制器,通过扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)观测负载摆动和环境干扰对机体的扰动,并对控制量进行相应补偿,来抑制外界和负载摆动给机体带来的干扰,保证无人机飞行过程中的稳定性。其次,针对四旋翼无人机吊挂系统在飞行过程中负载摆角过大的问题,设计加速度规划摆角抑制算法,通过摆角的实时反馈对四旋翼无人机的位置轨迹输入进行路径规划,实现飞行过程中负载摆动的抑制。最后,通过仿真结果证明该控制方法对飞行器的位置及姿态控制效果较好,同时验证了所提的轨迹规划方法能够有效抑制吊挂物的摆动,且对干扰的鲁棒性较强。展开更多
近年来,随着车辆设计向轻量化、高强度化方向发展,边三轮车车架作为关键的承载结构,其性能直接影响车辆的整体强度和稳定性.车架在复杂工况下承受纵向弯曲、横向弯曲和扭转载荷,因此在设计车架过程中不仅需满足强度和刚度要求,还需确保...近年来,随着车辆设计向轻量化、高强度化方向发展,边三轮车车架作为关键的承载结构,其性能直接影响车辆的整体强度和稳定性.车架在复杂工况下承受纵向弯曲、横向弯曲和扭转载荷,因此在设计车架过程中不仅需满足强度和刚度要求,还需确保车架长期使用的可靠性与安全性.有限元分析(Finite element analysis,FEA)作为一种高效的结构性能研究手段,能够通过精确建模和仿真分析对车架在静态和动态载荷作用下的应力分布、变形及振动特性进行全面评估,从而为结构性能的验证提供理论依据和数据支持.相较于传统经验设计与试验验证方法,有限元分析具有高效性和精确性的优势,已广泛应用于车架结构的设计和分析.然而,现有研究多集中于车架的轻量化设计,对于标准载荷条件下对既有设计的性能验证研究较为稀缺.本研究针对某边三轮车架,基于ANSYS Workbench有限元分析软件对其结构性能进行系统验证.首先,采用APDL语言编写参数化建模命令流,建立了车架的三维模型,并对非承载部分进行了合理简化处理,以提高计算效率;其次,通过静力学分析,评估车架在设计载荷下的应力分布和变形情况,验证其强度设计的合理性;再次,通过模态分析获取车架的前六阶固有频率和振型,评估其动态特性及共振风险;最后,结合路面振动台架试验,验证车架在实际振动环境下的稳定性和耐久性.本研究旨在验证现有设计的合理性,为边三轮车架在实际工况下的强度和动态性能提供科学评估,同时为类似结构的设计与工程应用提供重要参考.展开更多
文摘针对电动垂直起降飞行器(electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)合乘运营场景下的动态请求匹配问题,对合乘匹配及路径规划进行研究.首先,考虑eVTOL垂直起降机场容量、eVTOL载重、电池能耗等限制,以乘客和eVTOL运营商利益最大化为目标建立基于合乘公平性的动态eVTOL路径规划模型;其次,使用基本插入算法和线性插入算法对问题模型进行求解,并对比分析按照先到先服务和请求优先级将新请求与eVTOL进行匹配的两种处理方式;最后,以T市5个火车站和1个机场作为垂直机场,用其实际地理位置信息进行算例研究.研究结果表明:与基本插入算法相比,线性插入算法的计算时间缩短了60%以上,证明该算法可以有效求解模型;与按照先到先服务处理方式相比,请求优先级处理新请求时乘客的平均支付费用减少了0.87%,运营商合乘收益提升了5.86%,实现了在保障乘客和运营商利益下新请求与eVTOL的较优匹配.所构建的动态路径规划模型为eVTOL共享运营模式提供参考.
文摘针对四旋翼无人机吊挂系统的负载摆动抑制和轨迹跟踪问题,提出一种线性自抗扰控制器(Liner Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)的轨迹跟踪控制方法。首先,考虑到四旋翼吊挂负载耦合飞行的未知外界扰动与模型的动态不确定性,为飞行器的姿态、位置设计线性自抗扰控制器,通过扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)观测负载摆动和环境干扰对机体的扰动,并对控制量进行相应补偿,来抑制外界和负载摆动给机体带来的干扰,保证无人机飞行过程中的稳定性。其次,针对四旋翼无人机吊挂系统在飞行过程中负载摆角过大的问题,设计加速度规划摆角抑制算法,通过摆角的实时反馈对四旋翼无人机的位置轨迹输入进行路径规划,实现飞行过程中负载摆动的抑制。最后,通过仿真结果证明该控制方法对飞行器的位置及姿态控制效果较好,同时验证了所提的轨迹规划方法能够有效抑制吊挂物的摆动,且对干扰的鲁棒性较强。
文摘近年来,随着车辆设计向轻量化、高强度化方向发展,边三轮车车架作为关键的承载结构,其性能直接影响车辆的整体强度和稳定性.车架在复杂工况下承受纵向弯曲、横向弯曲和扭转载荷,因此在设计车架过程中不仅需满足强度和刚度要求,还需确保车架长期使用的可靠性与安全性.有限元分析(Finite element analysis,FEA)作为一种高效的结构性能研究手段,能够通过精确建模和仿真分析对车架在静态和动态载荷作用下的应力分布、变形及振动特性进行全面评估,从而为结构性能的验证提供理论依据和数据支持.相较于传统经验设计与试验验证方法,有限元分析具有高效性和精确性的优势,已广泛应用于车架结构的设计和分析.然而,现有研究多集中于车架的轻量化设计,对于标准载荷条件下对既有设计的性能验证研究较为稀缺.本研究针对某边三轮车架,基于ANSYS Workbench有限元分析软件对其结构性能进行系统验证.首先,采用APDL语言编写参数化建模命令流,建立了车架的三维模型,并对非承载部分进行了合理简化处理,以提高计算效率;其次,通过静力学分析,评估车架在设计载荷下的应力分布和变形情况,验证其强度设计的合理性;再次,通过模态分析获取车架的前六阶固有频率和振型,评估其动态特性及共振风险;最后,结合路面振动台架试验,验证车架在实际振动环境下的稳定性和耐久性.本研究旨在验证现有设计的合理性,为边三轮车架在实际工况下的强度和动态性能提供科学评估,同时为类似结构的设计与工程应用提供重要参考.
