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履带式花生联合收获机路径跟踪控制方法与试验
被引量:
15
1
作者
何杰
满忠贤
+4 位作者
胡炼
罗锡文
汪沛
李明锦
李伟聪
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期9-17,共9页
为提高无人驾驶履带式花生收获机沙地作业路径跟踪精度,以4HBL-2型自走式花生联合收获机为研究对象,开展了履带式收获机无人驾驶路径跟踪控制研究。建立了履带式收获机运动学模型与虚拟转向角函数关系;以航向偏差值作为观测量、阿克曼...
为提高无人驾驶履带式花生收获机沙地作业路径跟踪精度,以4HBL-2型自走式花生联合收获机为研究对象,开展了履带式收获机无人驾驶路径跟踪控制研究。建立了履带式收获机运动学模型与虚拟转向角函数关系;以航向偏差值作为观测量、阿克曼模型推算角速度作为测量值,设计卡尔曼融合算法,获得基于阿克曼模型的虚拟转向角度;根据虚拟转向角度对PID路径跟踪算法进行改进,提出了基于预瞄跟踪的双PID路径跟踪控制方法;通过脉冲宽度控制器实现了履带式花生收获机路径跟踪精准控制。仿真试验结果表明:基于预瞄跟踪双PID的路径跟踪控制方法能够进行路径跟踪控制,具有控制平滑和稳态误差小等特点。田间试验表明:花生收获机在沙地以0.6m/s的速度作业时,系统直线跟踪平均绝对误差为2.23 cm,最大偏差为4.14 cm,相对于PD路径跟踪控制器分别提高了56.12%和66.07%。上线试验中,初始偏差分别是0.5、1.0和1.5 m时,上线时间分别为11.00、12.92和13.78 s,上线距离为6.60、7.75和8.26 m;最大超调量分别为5.68%、5.84%和8.06%,相较于轮式收获机,上线距离分别减小了1.92%、4.43%、8.71%,超调量分别减少了8.45%、17.56%、5.17%;接行最大偏差为5.87 cm,平均绝对误差为2.72 cm,接行偏差在±5和±10 cm内的比例分别为97.11%和100%,路径跟踪控制精度能够满足沙地无人驾驶作业要求。
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关键词
农业机械
收获
路径规划
花生
预瞄控制
虚拟阿克曼
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职称材料
汽车转向机构仿真及优化设计
被引量:
16
2
作者
王海涛
陈哲明
《计算机仿真》
CSCD
北大核心
2013年第3期162-165,200,共5页
研究汽车转向机构优化设计问题,传统转向机构设计忽略转向机构与悬架干涉,造成实际工况下前轮定位参数变化过大,导致操纵稳定性下降。为了提高实际工况下转向性能,针对原地转向及车轮跳动工况,根据阿克曼转角几何原理及前轮定位参数变...
研究汽车转向机构优化设计问题,传统转向机构设计忽略转向机构与悬架干涉,造成实际工况下前轮定位参数变化过大,导致操纵稳定性下降。为了提高实际工况下转向性能,针对原地转向及车轮跳动工况,根据阿克曼转角几何原理及前轮定位参数变化规律,采用多目标优化方法建立复合加权惩罚函数进行优化设计。并在建立优化模型时引入试验设计方法(DOE)进行设计变量筛选。应用ADAMS软件建立某车前悬架总成动力学模型进行仿真优化。仿真结果表明,优化后模型更好地满足了阿克曼转角几何原理,转向机构与悬架更加匹配,验证了改进方法在转向机构优化设计中的实用性与优越性。
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关键词
试验设计
优化设计
阿克曼转角几何原理
虚拟样机
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职称材料
基于响应面方法的转向梯形优化设计
被引量:
10
3
作者
唐应时
朱彪
+1 位作者
朱位宇
姜友清
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期2601-2606,共6页
在考虑悬架跳动时前束角变化的情况下,为实现对车辆转向运动学的最优化,以某小型皮卡车为研究对象,利用ADAMS/CAR软件建立前悬架和转向总成虚拟样机模型,进行转向和轮跳仿真实验。以内、外球头的空间坐标为优化变量,分别以阿克曼误差的...
在考虑悬架跳动时前束角变化的情况下,为实现对车辆转向运动学的最优化,以某小型皮卡车为研究对象,利用ADAMS/CAR软件建立前悬架和转向总成虚拟样机模型,进行转向和轮跳仿真实验。以内、外球头的空间坐标为优化变量,分别以阿克曼误差的均方根和前束角的变化范围为目标,运用DOE方法进行2次试验设计;根据实验结果分别对影响阿克曼误差和前束角的影响因素进行灵敏度分析,运用响应面方法(RSM)拟合出回归模型。利用MATLAB优化工具箱在约束前束角的情况下,对阿克曼误差进行优化,得到硬点的最优值。研究结果表明:在前束角的变化范围减少10%的前提下,转向机构在0°~25°常用转向角度,阿克曼误差减少51.27%。优化后的结果明显地改善了转向的运动学特性,并且避免了单独优化转向,对前束角造成的影响。
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关键词
转向机构
阿克曼误差
前束角
虚拟样机
响应面法
实验设计方法
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职称材料
基于ADAMS的FSAE赛车转向梯形优化设计
被引量:
1
4
作者
邓召文
李松涛
《拖拉机与农用运输车》
2015年第4期51-54,共4页
在FSAE赛车悬架转向机构设计过程中,应用机械动力学ADAMS软件,建立FSAE赛车悬架转向机构的虚拟样机模型,分析转向机构断开点对阿克曼转向特性的影响,进行悬架导向机构和转向杆系的运动协调性优化分析以及阿克曼特性曲线优化分析,完成转...
在FSAE赛车悬架转向机构设计过程中,应用机械动力学ADAMS软件,建立FSAE赛车悬架转向机构的虚拟样机模型,分析转向机构断开点对阿克曼转向特性的影响,进行悬架导向机构和转向杆系的运动协调性优化分析以及阿克曼特性曲线优化分析,完成转向梯形优化设计。通过对比优化前后前束角变化特性曲线,变化较小,有效地减少了轮胎磨损,提高了赛车的行驶稳定性。
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关键词
ADAMS
虚拟样机
转向梯形机构
优化设计
阿克曼曲线
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职称材料
电动汽车转向机构的优化设计
被引量:
5
5
作者
骆贤宗
高群
宗志坚
《机械传动》
CSCD
北大核心
2010年第9期82-84,共3页
根据某电动汽车齿轮齿条式转向系统的实际结构,推导了该转向机构的运动学方程。以方向机在汽车纵向上的安装位置为变量,跟踪Ackerman转角为目标,并考虑转向力传递效率,对该转向机构进行了优化设计。优化后,前轮实际转向角度非常接近Acke...
根据某电动汽车齿轮齿条式转向系统的实际结构,推导了该转向机构的运动学方程。以方向机在汽车纵向上的安装位置为变量,跟踪Ackerman转角为目标,并考虑转向力传递效率,对该转向机构进行了优化设计。优化后,前轮实际转向角度非常接近Ackerman转角。并在ADAMS中建立了虚拟样机对优化结果进行了验证。验证结果表明,优化是有效、可靠的。
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关键词
齿轮齿条
优化设计
ackerman
转角
虚拟样机
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职称材料
题名
履带式花生联合收获机路径跟踪控制方法与试验
被引量:
15
1
作者
何杰
满忠贤
胡炼
罗锡文
汪沛
李明锦
李伟聪
机构
华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室
岭南现代农业科学与技术广东省实验室
广东省农业人工智能重点实验室
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期9-17,共9页
基金
广东省人工智能实验室项目(2021B1212040009)
岭南现代农业科学与技术广东省实验室科研项目(NT2021009)
国家花生产业技术体系(CARS-13)。
文摘
为提高无人驾驶履带式花生收获机沙地作业路径跟踪精度,以4HBL-2型自走式花生联合收获机为研究对象,开展了履带式收获机无人驾驶路径跟踪控制研究。建立了履带式收获机运动学模型与虚拟转向角函数关系;以航向偏差值作为观测量、阿克曼模型推算角速度作为测量值,设计卡尔曼融合算法,获得基于阿克曼模型的虚拟转向角度;根据虚拟转向角度对PID路径跟踪算法进行改进,提出了基于预瞄跟踪的双PID路径跟踪控制方法;通过脉冲宽度控制器实现了履带式花生收获机路径跟踪精准控制。仿真试验结果表明:基于预瞄跟踪双PID的路径跟踪控制方法能够进行路径跟踪控制,具有控制平滑和稳态误差小等特点。田间试验表明:花生收获机在沙地以0.6m/s的速度作业时,系统直线跟踪平均绝对误差为2.23 cm,最大偏差为4.14 cm,相对于PD路径跟踪控制器分别提高了56.12%和66.07%。上线试验中,初始偏差分别是0.5、1.0和1.5 m时,上线时间分别为11.00、12.92和13.78 s,上线距离为6.60、7.75和8.26 m;最大超调量分别为5.68%、5.84%和8.06%,相较于轮式收获机,上线距离分别减小了1.92%、4.43%、8.71%,超调量分别减少了8.45%、17.56%、5.17%;接行最大偏差为5.87 cm,平均绝对误差为2.72 cm,接行偏差在±5和±10 cm内的比例分别为97.11%和100%,路径跟踪控制精度能够满足沙地无人驾驶作业要求。
关键词
农业机械
收获
路径规划
花生
预瞄控制
虚拟阿克曼
Keywords
agricultural machinery
harvest
path planning
peanut
preview control
virtual ackerman
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
TP273 [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
汽车转向机构仿真及优化设计
被引量:
16
2
作者
王海涛
陈哲明
机构
重庆理工大学
出处
《计算机仿真》
CSCD
北大核心
2013年第3期162-165,200,共5页
文摘
研究汽车转向机构优化设计问题,传统转向机构设计忽略转向机构与悬架干涉,造成实际工况下前轮定位参数变化过大,导致操纵稳定性下降。为了提高实际工况下转向性能,针对原地转向及车轮跳动工况,根据阿克曼转角几何原理及前轮定位参数变化规律,采用多目标优化方法建立复合加权惩罚函数进行优化设计。并在建立优化模型时引入试验设计方法(DOE)进行设计变量筛选。应用ADAMS软件建立某车前悬架总成动力学模型进行仿真优化。仿真结果表明,优化后模型更好地满足了阿克曼转角几何原理,转向机构与悬架更加匹配,验证了改进方法在转向机构优化设计中的实用性与优越性。
关键词
试验设计
优化设计
阿克曼转角几何原理
虚拟样机
Keywords
Experimental design
Optimal design
ackerman
geometry
virtual
prototype
分类号
TB24 [一般工业技术—工程设计测绘]
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职称材料
题名
基于响应面方法的转向梯形优化设计
被引量:
10
3
作者
唐应时
朱彪
朱位宇
姜友清
机构
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
株洲易力达机电有限公司
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第7期2601-2606,共6页
基金
教育部长江学者与创新团队发展计划项目(531105050037)
文摘
在考虑悬架跳动时前束角变化的情况下,为实现对车辆转向运动学的最优化,以某小型皮卡车为研究对象,利用ADAMS/CAR软件建立前悬架和转向总成虚拟样机模型,进行转向和轮跳仿真实验。以内、外球头的空间坐标为优化变量,分别以阿克曼误差的均方根和前束角的变化范围为目标,运用DOE方法进行2次试验设计;根据实验结果分别对影响阿克曼误差和前束角的影响因素进行灵敏度分析,运用响应面方法(RSM)拟合出回归模型。利用MATLAB优化工具箱在约束前束角的情况下,对阿克曼误差进行优化,得到硬点的最优值。研究结果表明:在前束角的变化范围减少10%的前提下,转向机构在0°~25°常用转向角度,阿克曼误差减少51.27%。优化后的结果明显地改善了转向的运动学特性,并且避免了单独优化转向,对前束角造成的影响。
关键词
转向机构
阿克曼误差
前束角
虚拟样机
响应面法
实验设计方法
Keywords
steering mechanism
ackerman
error
toe angle
virtual
prototype
response surface methodology (RSM)
DOE
分类号
U463.4 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于ADAMS的FSAE赛车转向梯形优化设计
被引量:
1
4
作者
邓召文
李松涛
机构
湖北汽车工业学院汽车工程学院
出处
《拖拉机与农用运输车》
2015年第4期51-54,共4页
基金
国家自然科学基金(51175155)
文摘
在FSAE赛车悬架转向机构设计过程中,应用机械动力学ADAMS软件,建立FSAE赛车悬架转向机构的虚拟样机模型,分析转向机构断开点对阿克曼转向特性的影响,进行悬架导向机构和转向杆系的运动协调性优化分析以及阿克曼特性曲线优化分析,完成转向梯形优化设计。通过对比优化前后前束角变化特性曲线,变化较小,有效地减少了轮胎磨损,提高了赛车的行驶稳定性。
关键词
ADAMS
虚拟样机
转向梯形机构
优化设计
阿克曼曲线
Keywords
ADAMS
virtual
prototype
Steering trapezoid mechanism
Optimization design
ackerman
curve
分类号
U463.4 [机械工程—车辆工程]
U469.696 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
电动汽车转向机构的优化设计
被引量:
5
5
作者
骆贤宗
高群
宗志坚
机构
中山大学工学院
出处
《机械传动》
CSCD
北大核心
2010年第9期82-84,共3页
文摘
根据某电动汽车齿轮齿条式转向系统的实际结构,推导了该转向机构的运动学方程。以方向机在汽车纵向上的安装位置为变量,跟踪Ackerman转角为目标,并考虑转向力传递效率,对该转向机构进行了优化设计。优化后,前轮实际转向角度非常接近Ackerman转角。并在ADAMS中建立了虚拟样机对优化结果进行了验证。验证结果表明,优化是有效、可靠的。
关键词
齿轮齿条
优化设计
ackerman
转角
虚拟样机
Keywords
Rack and pinion Optimum design
ackerman
angle
virtual
prototype
分类号
U469.72 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
履带式花生联合收获机路径跟踪控制方法与试验
何杰
满忠贤
胡炼
罗锡文
汪沛
李明锦
李伟聪
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
15
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职称材料
2
汽车转向机构仿真及优化设计
王海涛
陈哲明
《计算机仿真》
CSCD
北大核心
2013
16
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职称材料
3
基于响应面方法的转向梯形优化设计
唐应时
朱彪
朱位宇
姜友清
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
10
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于ADAMS的FSAE赛车转向梯形优化设计
邓召文
李松涛
《拖拉机与农用运输车》
2015
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
电动汽车转向机构的优化设计
骆贤宗
高群
宗志坚
《机械传动》
CSCD
北大核心
2010
5
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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