单舵轮粤郧灾轨迹跟踪控制方法
酝藻贼澡燥凿燥枣栽则葬躁藻糟贼燥则赠栽则葬糟噪蚤灶早悦燥灶贼则燥造燥枣杂蚤灶早造藻杂贼藻藻则蚤灶早宰澡藻藻造粤怎贼燥皂葬贼蚤糟郧怎蚤凿藻凿灾藻澡蚤糟造藻
贺露金云
渊上海大学机电工程与自动化学院袁上海圆园园园苑圆冤
陶钧渊上海宝信软件股份有限公司袁上海圆园员怨园园冤
摘要院以前轮转向尧后轮驱动的粤郧灾为模型袁提出了一种多输入的轨迹跟踪控制方法袁同时考虑粤郧灾位置偏差尧角度偏差尧轨迹的走向趋势袁并结合模糊控制算法动态调节车体中心袁实时调整预瞄点位置袁使得粤郧灾尽可能地贴近预定轨迹行驶遥采用机器人操作系统渊砸韵杂冤袁结合郧葬扎藻遭燥尧砸增蚤扎仿真袁结果表明该方法能够使得粤郧灾对各种平滑的路径有较强的适应能力袁减小了轨迹跟踪中的震荡幅度遥
关键词院粤郧灾袁轨迹跟踪袁模糊控制
粤遭泽贼则葬糟贼押陨灶贼澡蚤泽责葬责藻则熏葬皂怎造贼蚤原蚤灶责怎贼责葬贼澡枣燥造造燥憎蚤灶早糟燥灶贼则燥造皂藻贼澡燥凿蚤泽责则燥责燥泽藻凿遭葬泽藻凿燥灶粤郧灾皂燥凿藻造燥枣贼澡藻枣则燥灶贼原憎澡藻藻造泽贼藻藻则蚤灶早葬灶凿则藻葬则原憎澡藻藻造凿则蚤增藻熏粤郧灾责燥泽蚤贼蚤燥灶凿藻增蚤葬贼蚤燥灶熏葬灶早造藻凿藻增蚤葬贼蚤燥灶葬灶凿贼则藻灶凿燥枣贼澡藻责葬贼澡葬则藻贼葬噪藻灶蚤灶贼燥糟燥灶泽蚤凿藻则葬贼蚤燥灶贼燥鄄早藻贼澡藻则熏葬灶凿贼澡藻糟藻灶贼藻则燥枣贼澡藻增藻澡蚤糟造藻遭燥凿赠蚤泽凿赠灶葬皂蚤糟葬造造赠葬凿躁怎泽贼藻凿憎蚤贼澡贼澡藻枣怎扎扎赠糟燥灶贼则燥造葬造早燥则蚤贼澡皂熏葬凿躁怎泽贼贼澡藻责则藻增蚤藻憎责燥蚤灶贼蚤灶则藻葬造贼蚤皂藻泽燥贼澡葬贼贼澡藻粤郧灾贼则葬增藻造泽葬泽糟造燥泽藻葬泽责燥泽泽蚤遭造藻贼燥贼澡藻蚤灶贼藻灶凿藻凿贼则葬躁藻糟贼燥则赠援哉泽蚤灶早贼澡藻则燥遭燥贼燥责藻则葬贼蚤灶早泽赠泽贼藻皂糟燥皂遭蚤灶藻凿憎蚤贼澡早葬扎藻遭燥葬灶凿则增蚤扎泽蚤皂怎造葬贼蚤燥灶援
运藻赠憎燥则凿泽押粤郧灾熏贼则葬躁藻糟贼燥则赠贼则葬糟噪蚤灶早熏枣怎扎扎赠糟燥灶贼则燥造
穴砸韵杂雪
自动导引运输车渊粤郧灾冤是一种能够沿着规定路径行驶袁并具有安全保护及各种移载功能的运输车袁广泛应用于工业尧军事尧自动仓储等领域袁具有提高生产效率尧节约人工成本尧提升生产安全性等优点遥在轨迹跟踪控制方面目前采用的方法有很多袁如基于模糊孕陨阅的控制方法袁基于滑模变结构的控制方法袁基于神经网络的控制方法等遥为了能够让粤郧灾平稳的跟踪期望轨迹袁本文通过位姿误差以及轨迹曲率的反馈袁提出了一种新的控制方法遥
员粤郧灾模型建立
本模型中坐标系曾燥赠为世界坐标系袁如图员所示袁小车中轴线与后轮轴线的交点作为车体中心韵员袁前轮与后轮轴距为凿袁初始位置坐标为渊曾园袁赠园冤袁在初始时刻贼越园时满足以下假设条件院淤车体中心位于预定轨迹上曰于小车中轴线与预定轨迹相切遥
式中院兹贼为贼渊贼逸园冤时刻小车前轮转向角遥
由式渊员冤不难发现袁当兹贼满足下式时袁可使得砸增贼越砸责贼院
兹贼越贼葬灶棕越淄砸淄贼
原员
凿砸责贼
渊圆冤渊猿冤
小车在贼渊贼逸园冤时刻绕瞬心韵砸转动的角速度为院
车体中心的速度增在曾袁赠轴上的分量分别为院
令贼越园时中轴线与曾轴的夹角为琢园袁任意时刻贼渊贼逸园冤时预定轨迹的曲率半径为砸责贼袁本文控制方法不考虑小车前进速度袁将其定为一常数增袁只计算前轮转向角袁在行驶过程中袁小车瞬时转弯半径砸增贼为院
砸淄贼越凿
贼葬灶兹贼
渊员冤
图员粤郧灾运动学模型
由式渊缘冤可以看出袁在满足上述两个假设条件时袁通过控制小车前轮转向角袁便可使小车车体中心沿任意预定轨迹行驶遥圆一般化粤郧灾运动学模型
前面的分析是建立在一定的假设条件下的袁而通常情况下小车的位置偏差藻凿渊车体中心到预定轨迹的最近距离冤和角度偏差藻琢渊小车中轴线与预定轨迹上到车体中心最近点的切线的夹角冤都不等于园袁因此有必要将上述模型进行一般化处理遥
如图圆所示袁车体中心与预定轨迹最近点为责袁轨迹线在点责处的切线与曾轴的夹角为茁袁为满足假设条件于袁前轮舵角兹须满足院图圆任意位姿示意图
扇琢贼越琢园垣乙棕窑凿贼设园
设贼设曾越曾垣缮园乙园淄糟燥泽琢贼窑凿贼设贼设设赠越赠园垣乙淄泽蚤灶琢贼窑凿贼
园墒
贼
对式渊猿冤尧渊源冤积分可得院
嗓淄曾越淄糟燥泽琢贼淄赠越淄泽蚤灶琢贼
渊源冤
渊缘冤
叶工业控制计算机曳圆园员愿年第猿员卷第苑期式兹越藻琢越茁原琢
渊远冤
渊远冤的意义为院随着小车不断前进袁小车中轴线将趋于平行于预定轨迹到小车最近点的切线袁即角度偏差藻琢将趋近于园遥在式渊缘冤的基础上袁为满足假设条件淤袁前轮舵角兹可取为院
兹越噪窑藻凿窑兹沂渊原仔圆袁仔圆冤
渊苑冤式中噪为一常数遥综合式渊圆冤尧渊远冤尧渊苑冤可得出小车舵角公式院
兹越噪窑藻原员
凿垣茁原琢垣贼葬灶
砸凿
责贼
渊愿冤
兹沂渊由原常识可知小车前轮舵角不可超由仔于计算机辕猿袁仔辕猿冤袁出依仔辕圆袁本文在仿真时取只噪能取处员理遥
离散的数据袁不能直接处理连续变化的量袁如本文中预定轨迹的曲率半径砸责贼通常是一个随时间贼变化的连续的量袁这样由式渊圆冤计算的前轮转向角兹贼也是一个连续量袁所以为了便于计算机处理袁在程序中砸责贼只能取间断的离散点遥但由此也会带来一个问题袁如图猿袁如果砸责贼随时间的变化而改变大小渊图中砸责贼逐渐减小冤袁则在两个离散点之间袁如贼园至贼员之间袁小车前轮转向角为一定值袁在此区间实际轨迹应为一段圆弧袁从而会偏离预定轨迹袁这便是转向延迟造成的遥为了减小这一问题带来的影响袁可以采用预瞄的方法袁将车体中心韵员沿小车中轴线向前轮偏移距离泽袁由此可提
前获取藻凿图猿变曲率轨迹局程度上减小尧藻这琢及砸责贼种偏差袁遥在一定
部示意图猿模糊化车体中心位置
由上文的分析可知偏移距离泽受砸责贼的变化率影响袁同时当位置偏差较大时袁小车在行驶过程中会产生较大的角度偏差袁随之实际轨迹会出现震荡遥为了减小震荡幅度袁还应取角度偏差藻作为控制输入袁因此可以采用双输入单输出的模糊控制方法来琢确定泽的大小遥
为了便于计算袁可将曲率半径的变化率砸忆
责贼转化为曲率变化率籽袁曲嗓通常轨迹的参数方程表达式为院
曾越
渍渊怎冤赠越鬃渊怎冤
渊怨冤率计算表达式院
噪渊怎冤越渍忆渊渊渍怎冤鬃忆圆渊义怎渊怎冤垣冤原鬃渍忆圆义渊渊怎怎冤冤冤鬃猿忆辕渊圆怎冤渊员园冤
在计算曲率变化率时袁因为上式中的怎只是表达式的一个参数袁没有实际物理意义袁因此不能直接对式渊员园冤求导袁鉴于本文中车速恒定袁为方便起见袁可以对轨迹的弧长求导袁弧微分表达式为院
凿造渊怎冤越所以曲姨渍忆圆率变渊化怎冤率垣鬃忆圆院
渊怎冤渊员员冤籽越凿噪凿贼渊渊怎怎冤冤
渊员圆冤
预定轨迹曲率的变化率籽的基本论域为咱原园援怨袁园援怨暂袁角度偏差藻琢的基本论域为咱原仔辕猿袁仔辕猿暂袁偏移距离泽为正值才能达到预瞄的效果袁所以系统控制量只能大于零袁偏移距离泽的基本论域野为咱园袁园援圆暂袁语言变量分别为野负大冶渊晕月冤尧野负中渊负孕月小冤袁冶渊两晕杂个输入冤尧野零变冶渊量在韵砸冤尧野正小冶渊孕杂冤尧野正中冶渊孕酝冤尧野冶渊正晕酝大冤尧冶责贼和藻琢都采用三角形隶属度函数遥模糊控制规则如表员所示遥
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表员模糊控制规则表
源仿真实验
源援员模糊控制的必要性
本仿真实验在郧葬扎藻遭燥虚拟环境下进行袁试验中取车速增越园援猿皂辕泽袁小车前后轴距凿越园援远皂遥为了验证本文中模糊控制方法存在的必要性袁此处对不加入模糊控制和加入模糊控制的方法进行了对比遥
图源有无模糊控制的轨迹跟踪对比
图缘有无模糊控制的位置偏差对比
如图源为小车对椭圆弧轨迹的跟踪效果图袁从图缘中可以看出加入模糊控制后的控制方法在轨迹跟踪时的位置偏差明显减小袁同时无模糊控制的误差曲线也证实了前文的设想院在变曲
图远直线轨迹跟踪对比图
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率时将产生误差袁说明本文的模糊控制是有必要的遥源援圆不同轨迹的仿真分析
为了检验本文方法的有效性袁分别对直线轨迹跟踪和椭圆轨迹跟踪进行了仿真袁并与文献咱员暂的改进模糊孕陨阅控制方法做了对比遥直线轨迹跟踪的初始位姿为渊园袁园袁园则葬凿冤袁如图远所示曰椭圆轨迹跟踪的初始位姿为渊员袁原园援源袁圆辕猿仔则葬凿冤袁如图苑尧图愿所示遥
单舵轮粤郧灾轨迹跟踪控制方法
图愿文献眼员演方法椭圆轨迹跟踪图
咱圆暂耿牛牛援单舵轮粤郧灾路径跟踪方法的研究咱允暂援制造业自动化袁圆园员员袁咱猿暂张勇波援自动导引小车渊粤郧灾冤路径跟踪控制策略的研究咱阅暂援武汉院武
图苑
本文方法椭圆轨迹跟踪图
猿猿渊苑冤院愿员原愿圆
工业控制计算机袁圆园员苑袁猿园渊愿冤院员员苑原员员怨
从图远可以看出本文的控制方法使得直线跟踪的轨迹最大振幅及震荡次数明显减小袁从图苑与图愿的对比可以看出本文方法在使小车进入预定轨迹的过程更加平缓袁且之后的运行轨迹更加贴近预定的轨迹袁没有出现较大的偏差遥
参考文献
咱源暂匀燥灶早赠葬灶郧哉韵熏云藻灶早蕴陨哉熏砸怎再哉熏藻贼葬造援砸藻早蚤燥灶葬造责葬贼澡皂燥增蚤灶早
澡燥则蚤扎燥灶贼则葬糟噪蚤灶早糟燥灶贼则燥造造藻则凿藻泽蚤早灶枣燥则葬怎贼燥灶燥皂燥怎泽早则燥怎灶凿增藻鄄圆园苑
澡蚤糟造藻泽眼允演援杂糟蚤藻灶糟藻悦澡蚤灶葬穴陨灶枣燥则皂葬贼蚤燥灶杂糟蚤藻灶糟藻泽雪熏圆园员苑熏远园穴员雪押圆园员原咱缘暂宰藻灶噪葬灶早载哉熏悦澡藻灶曾蚤葬燥悦粤陨熏再怎灶在韵哉援孕阅原遭葬泽藻凿贼则葬躁藻糟贼燥则赠
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咱收稿日期院圆园员愿援猿援远暂
汉理工大学袁圆园园远
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咱员暂杨李朋袁张文丰袁王昊援基于改进模糊孕陨阅的粤郧灾轨迹跟踪研究咱允暂援渊上接第怨页冤
来创建数据发送和数据接收两个线程袁数据接收线程可以通过则藻葬凿函数来读取集中器郧孕砸杂模块发送来的数据袁数据发送线程通过憎则蚤贼藻函数来向郧孕砸杂模块发送数据遥猿援圆宰藻遭在线监测软件设计
宰藻遭在线监测软件主要是提供给农电工查询历史故障数据尧实时数据以及配置集中器和采集器参数遥前端用匀栽酝蕴尧悦杂杂尧允葬增葬杂糟则蚤责贼编写袁其中匀栽酝蕴用来编写静态页面袁悦杂杂用来渲染静态页面袁允葬增葬杂糟则蚤责贼用来处理动态事件遥宰藻遭界面主要结构如图苑所示袁包括用户登录界面尧实时数据界面尧历史故障数据界面尧监测数据界面和参数配置界面遥
图愿用户查询数据示意图
题袁设计并实现了一套农网剩余电流在线监测平台袁能够及时地查询到农户家的故障剩余电流以及末端电压袁方便了农电工对故障定位袁保证了农网可靠尧稳定的运行遥
参考文献
咱员暂袁瑞海援农村低压电网漏电保护配置研究咱阅暂援北京院华北电力大学能咱圆暂钱立军袁陆寒熹袁尹建悦援基于智能电表的剩余电流监测功能研究
图苑
宰藻遭界面结构图
咱猿暂邹旭援基于剩余电流保护器通信技术的研究咱阅暂援天津院河北工业大学咱源暂在蚤早月藻藻粤造造蚤葬灶糟藻援栽澡藻在蚤早月藻藻粤造造蚤葬灶糟藻渣悦燥灶贼则燥造赠燥怎则宰燥则造凿援咱缘暂袁小东援配变台区在线监测系统咱允暂援农网智能化袁圆园员源袁怨渊猿圆愿冤院猿缘原猿远
津院河北工业大学电气工程学院袁圆园员猿眼耘月辕韵蕴演援澡贼贼责押辕辕憎憎憎援扎蚤早遭藻藻援燥则早熏圆园员缘
咱远暂张宁援智能剩余电流断路器通信管理和远程监测技术的研究咱阅暂援天
咱收稿日期院圆园员愿援圆援圆愿暂
电气工程学院袁圆园员源
咱允暂援电气应用袁圆园员缘渊杂员冤院圆园源原圆园苑源动力与机械工程学院袁圆园员源
农电工在使用时选择好查询的起始日期和终止日期袁然后点击查询按钮来触发粤躁葬曾请求袁该请求会执行孕匀孕脚本从数据库中查询数据袁以允泽燥灶的格式返回给前端解析到阅葬贼葬贼葬遭造藻表格内袁表格里包含采集器序号尧农户姓名尧农户编号尧故障次数等信息遥查询过程如图愿所示遥源结束语
本文针对农网供电环境恶劣尧漏电故障排查效率低下的问
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