基于LQR与PID的智能车辆纵横向耦合控制研究
李祥英;邓召文;高伟;胡文骞;杨国权;针对智能车辆的纵横向控制需要提出一种基于线性二次最优控制(LQR)与比例微积分控制(PID)的纵横向耦合控制方法。首先,建立车辆二自由度动力学模型,设计LQR横向动力学控制器;然后,设计位置PID和速度PID双比例微积分纵向控制策略;最后,搭建Prescan/CarSim/MATLAB联合仿真平台,设计两种典型行驶工况对该控制算法的有效性进行测试。结果表明:在满足多约束条件下,所提出的横纵向耦合控制系统提升了车辆的路径跟踪性能,在纯跟踪工况下可将纵向位移稳态误差维持在0.2~0.5 m,横向位移稳态误差维持在0.1~0.2 m;将纯跟踪工况与障碍物工况进行对比,纵向稳态误差无明显波动,横向误差仅在车辆前轮转角较大时产生0.28 m以内的波动。横纵向耦合控制器整体表现良好,控制误差在合理范围内,且控制算法的空间复杂度相对连续LQR显著降低,运算量下降,系统响应迅速。
跨海长大隧道复杂环境下施工分区式通风技术
张启辉;针对跨海长大隧道超长距离以及高浓度粉尘与有害气体极易沿隧道轴向弥漫、积聚,难以快速排出的通风难题,以象山石浦港海底隧道为依托,创新提出分区式清洁通风模式。通过构建污染物迁移演化数值模型,系统分析了传统与新型通风方案下多相污染物的分布规律。结果表明:传统通风中爆破粉尘扩散不受控,随隧道掘进通风效率显著下降;新型通风模式利用风幕隔尘技术,可有效将粉尘扩散阻隔于爆破掌子面核心作业区范围内,降低粉尘的轴向弥漫,作业区通风时间仅为传统方案的75%,且其性能几乎不受长度影响,改善了传统压入式通风在此方面的局限性。研究成果为复杂环境下隧道施工通风提供了有效解决方案。
分布式驱动四轮独立转向电动汽车稳定性与经济性协同控制
杨朝阳;汤明;针对电动汽车存在的稳定性与经济性强耦合难题,依托四轮独立转向分布式驱动(4WIS-4WID)电动汽车全轮可控特性,提出基于动态权重分配的非线性模型预测控制(NMPC)策略。上层NMPC控制器基于七自由度模型生成横摆力矩、纵向力和前后轮转角的参考值。下层多目标分配控制器构建融合电机损耗、轮胎滑移损耗和轮胎负荷率的目标函数。引入自适应权重系数调整目标权重并结合阿克曼转角预优化策略采用二次规划进行求解。仿真与实验结果表示:提出的控制方法有效提高了4WIS-4WID车辆的稳定性与经济性。
基于T-R探头的碳纤维复合材料缺陷涡流检测
周燕;陈玉;程军;汪步云;许德章;提出了一种定量优化方案来表征变距离发射-接收(T-R)涡流探头的有效性,以评价涡流检测(ECT)对碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料中缺陷检测灵敏度。首先,基于趋肤效应理论,利用COMSOL仿真软件对CFRP的实际趋肤深度进行计算。然后,建立了基于简化磁矢量磁位Ar公式的快速有限元法(FEM)程序和Isight优化软件组成的迭代优化计算平台,研究了探头线圈间距与裂纹深度、工作频率和试件电导率等不同工作参数之间的关系。最后,对含有不同裂纹深度的CFRP板试件背面进行扫描实验,验证了调整线圈的间距可以提高检测裂纹的精度。结果表明,变距离T-R探头涡流检测不仅可以提高深度缺陷的检测分辨率,还可以保留涡流检测图像中CFRP的纤维分布信息。
CLEC12A表达与泛癌预后和免疫治疗效果关系分析
梁鑫;彭双福;夏子倩;陈超;王浩然;王士岩;吴教祥;孙爱军;CLEC12A属C型凝集素受体家族,广泛参与免疫稳态调控。尽管该家族成员功能多样,CLEC12A在恶性肿瘤中的预后价值及其在肿瘤免疫微环境中的作用尚未系统阐明。通过整合TCGA、GTEx、HPA等多组学数据库资源,联合GSEA富集分析及R语言生态工具,系统评估了CLEC12A在33种实体瘤中的表达特征、预后意义及其与免疫浸润的关联。结果表明:CLEC12A在22种肿瘤组织中呈异常高表达或低表达,且其表达水平与多癌种患者总生存期显著相关,关联方向呈现癌种特异性。功能富集分析提示,CLEC12A显著富集于调控T细胞活化、髓系细胞分化及细胞因子-细胞因子受体相互作用等免疫相关信号轴。免疫浸润层面,CLEC12A表达与CD8~+T细胞、M1/M2型巨噬细胞、树突状细胞及中性粒细胞等多类免疫细胞浸润水平显著相关。综上,CLEC12A可作为多种恶性肿瘤的独立预后标志物,并具备成为免疫治疗潜在靶点的转化价值。
多目标下改进PGA算法的多焊接机器人协同规划
孙亚飞;贾文友;周金琛;刘莉;针对多焊接机器人系统协同任务分配与路径规划的焊接路径长度均衡与生产周期缩短的要求,将焊接问题模型简化为多焊点问题,在多焊接机器人系统协同规划建模基础上,提出了多目标改进单亲遗传算法(PGA)。改进PGA算法采用两段式染色体编码,融合kmeans算法与最优子结构策略进行种群初始化提供初始解;采用简化的选择算子,避免复杂变异概率的设置;利用个体染色体间的差异,控制不同个体染色体的变异位数。通过Matlab使用TSPLIB数据集,在不同权衡系数下进行实验得到较优的多目标权衡系数,通过多焊接机器人系统进行对比仿真,实验结果显示,改进PGA在迭代效率和求解精度上均有提升。
期刊信息
期刊名称: 淮阴工学院学报
期刊英文名称:Journal of Huaiyin Institute of Technology
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