一、巧妙使用Simulink绘制非线性系统的相轨迹（论文文献综述）
宋爽[1]（2021）在《几类超混沌系统的动力学研究与电路实现》文中提出自1971年,蔡少棠首次提出忆阻器这个概念并加以证明,传统电路理论逐渐完善。忆阻器是一种具有记忆特性的无源纳米信息器件,在非易失存储元件制造、人工神经网络、非线性电路等分支都发挥着巨大的作用。在非线性电路科学里,人们将忆阻器插入到已知的混沌电路中,往往能够产生更复杂的混沌特征,甚至能将混沌系统转化为超混沌系统。超混沌系统因其维数更高、拓扑结构更复杂等特点,在保密通信、图像加密、信号降噪等方面发挥出巨大作用。基于此,有必要对基于忆阻器实现的超混沌系统展开深度探讨。本文分别采用了基于状态变量反馈的方法、基于忆阻实现的反馈方法和基于忆阻替换原有电路电阻的方法设计出了各不相同的三个新超混沌系统。在采用了一系列定性定量的方法对超混沌系统展开了详细的动力学分析和数值仿真分析,进一步确定了系统的混沌特征以后,本文根据各系统的状态方程搭建出了相应的电路模型,并就搭建的电路进行了Simulink仿真验证,证明了电路实现的有效性,为超混沌电路的设计与实现提供了一定的参考价值。第一章介绍了本文的研究背景与意义,并分别就忆阻器、混沌系统、超混沌系统展开了国内外研究现状的描述,章末简明阐述了本文所做的主要工作及文章的架构安排。第二章以混沌系统和超混沌系统为重点,依次介绍了混沌系统、超混沌系统的定义、特点、定性定量研究方法等基础理论知识。第三章采用了基于状态变量反馈的方法构造了新的四维超混沌系统。利用了平衡点稳定性分析、吸引子相轨迹图等基本的动力学分析方法对系统的混沌特征进行了定性分析,采取了Lyapunov指数谱、Poincaré图等数值仿真方法对该系统的混沌特征进行了定量分析,最终确定了该四维动力学系统在特定区间内有超混沌行为。搭建出了该系统相应的电路图,并在Simulink中对搭建的电路进行了仿真模拟,验证了电路实现的准确性。第四章采用了基于忆阻器实现的状态变量反馈法构造了新的四维忆阻超混沌系统。利用定性与定量分析方法确定了该四维动力学系统有超混沌行为;利用模块化设计的方法搭建了超混沌系统对应的电路;且在Simulink里建立了相应的电路模型,并将示波器输出的图像与Matlab输出的图像相比,结果一致,验证了电路实现的真实有效性。第五章采用了基于忆阻器替换原混沌电路电阻的方法构造了新的四维忆阻超混沌系统。不同于第四章采用的将忆导模型直接引入微分方程的方法,本章将忆阻器元件依次替换原Lü系统电路中的电阻,从而得到了几个新的四维超混沌系统,对各系统的特点进行了总结。
王奇[2]（2021）在《SEPIC变换器非线性动力学行为及其优化控制研究》文中研究指明近年来,DC-DC变换器非线性的研究已经取得了诸多实质性进展。学者们通过理论、仿真与实验等方面进行广泛与深入的研究,证实了DC-DC变换器可以表现出一系列非线性动力学行为,并提出了多种控制非线性现象的方法。与低阶的DC-DC变换器相比,高阶DC-DC变换器的数学特性更为复杂,在理论与控制策略上的研究还相对匮乏。但高阶电路系统具有更为丰富多样的动力学特征,因而也具有广阔的研究前景。本文针对不同控制模式下SEPIC变换器存在的非线性动力学特征,通过数学建模和理论分析揭示其行为机理,并提出相应的控制策略来达到抑制非线性现象的目的。本文主要研究工作与取得的研究成果概述如下:1.分析单前置电感控制的CCM模式电流型SEPIC变换器中的非线性动力学行为,以前置电感电流作为控制对象,构建了变换器电路的离散迭代映射模型。结合平均状态空间模型和电路实际运行状况推导出了参考电流关于系统稳定判据的具体解析表达式,并同样适用于后续引入共振参数微扰法的情形中。2.针对前置电感控制的CCM模式电流型SEPIC变换器的非线性现象引入了一种共振参数微扰法,基于系统的稳定性分析研究了不同微扰幅值对非线性现象的控制效果影响。在考虑微扰信号相角因素的基础上提出一种改进型的共振参数微扰法,结合电路的实际物理意义确定系统的最优控制相角,最终实现对非线性控制效果的优化,并给出相应的仿真结果。3.研究了DCM模式电压型和PI控制电压型SEPIC变换器中的非线性动力学行为,前者通过数学建模建立相应的离散迭代模型,研究了电压反馈增益对系统分岔混沌行为的影响;后者将PI部分的状态变量以电路占空比的形式表现,完成该五阶电路系统的数学建模,并分析了比例因子P和积分因子I对系统动力学行为的影响。4.对DCM模式下电压型SEPIC变换器的非线性现象分别提出了一种无源延时反馈控制法和一种改进型的滑模变结构控制法。前者结合电压控制型SPEIC变换器电路特性,将电容电流作为延时反馈参数引入到电压反馈回路中,较好地实现了对混沌系统的控制;后者根据DCM工作模式的特点对状态变量的选取进行改进,结合滑模面的存在条件选取符合条件的滑模系数,引入自适应滞环控制来稳定开关频率,最终达到非线性控制的目的。通过Matlab/Simulink仿真验证了两种反馈控制法的有效性,相比无源延时反馈法,改进型的滑模变结构控制法具有更好的输出纹波和动态响应速度。
周晨[3]（2021）在《应急救援车辆油气悬架与主动前轮转向系统控制策略研究》文中研究说明为了紧急快速救援各类突发灾害和自然灾害,对应急救援车辆的机动能力提出了更高的要求,如何保证车辆在高机动行驶下的稳定性成为了应急救援车辆所面临的关键技术需求。主动前轮转向和油气悬架作为车辆重要的底盘子系统,能够分别提高车辆的横摆稳定性和侧倾稳定性。因此,如何构建合理有效的控制策略协调主动前轮转向和油气悬架系统是提高应急救援车辆在高速行驶下稳定性的关键技术途径。本课题在国家重点研发计划项目“高机动多功能应急救援车辆关键技术研究与应用示范”（项目编号:2016YFC0802900）的资助下,立足于油气悬架和主动前轮转向系统,以应急救援车辆为研究对象,提出油气悬架多目标优化及控制方法、主动前轮转向介入机理及控制策略、转向悬架解耦控制算法等关键理论,并依托自主研制的应急消防救援样车,对所提出的控制策略展开试验测试研究,主要研究内容如下:（1）建立应急救援车辆多自由度动力学模型、魔术轮胎模型以及路面输入模型,并基于Matlab/Simulink平台构建仿真模型,为后续应急救援车辆在不同工况下的动力学仿真奠定模型基础。（2）提出油气悬架多目标优化及侧倾稳定性控制方法。基于AMESim/Simulink联合仿真平台建立路面-轮胎-悬架-车身模型,对油气悬架系统进行灵敏度分析,并基于改进多目标优化算法对油气悬架的参数进行多目标优化设计;建立油气悬架控制系统模型,提出油气悬架系统的侧倾稳定性控制逻辑,设计基于指数趋近律的变结构滑模控制器,并通过并行自适应克隆选择算法对所设计的滑模控制器参数进行优化。（3）提出主动前轮转向介入机制及横摆稳定性控制方法。结合双线法和横摆角速度法,构建应急救援车辆的封闭多边形相平面稳定区域,提出主动前轮转向介入机制;以跟踪车辆理想横摆角速度和质心侧偏角为目标,提出主动前轮转向的横摆稳定性滑模控制策略,并基于扩展卡尔曼滤波算法对车辆质心侧偏角进行状态估计。（4）提出油气悬架和主动前轮转向的解耦控制策略。构建包括侧向、横摆和侧倾三个自由度的车辆动力学模型,并通过Interactor算法对车辆底盘的可逆性进行分析;基于广义回归神经网络（GRNN）辨识车辆底盘逆系统,使应急救援车辆底盘系统解耦成两个独立的伪线性系统;设计PID与GRNN逆系统组成的复合控制策略,对车辆横摆角速度和侧倾角进行反馈调节,实现对车辆转向悬架底盘集成系统的解耦控制。（5）对XJY18D应急消防救援样车底盘的机械系统与液压系统进行设计选型,完成样车的制造、装配和调试,并基于自主研制的样车对所提出的油气悬架控制策略、主动前轮转向控制方法、油气悬架与主动前轮转向解耦控制策略进行试验测试。本文所提出的应急救援车辆油气悬架和主动前轮转向控制策略,有助于提高应急救援车辆高速行驶时的稳定性、提升应急救援车辆的抢险救灾效率,对于我国应急救援装备的应用与产业化推广也具有重要意义。
纪奕沛[4]（2021）在《基于强化学习的汽车漂移控制研究》文中研究表明随着自动驾驶技术在量产车上的应用越来越多,让自动驾驶技术覆盖更多驾驶场景成为了技术研究的重点。在汽车发生侧滑的危险场景下,往往需要车辆快速改变行驶轨迹来避免事故或者减轻事故带来的损失。这一极限工况可以参考目前拉力赛或者漂移赛驾驶技巧中的“漂移”。驾驶员让后轮进入侧滑状态有以下几点优势:汽车能够更迅速地改变行驶方向;在同样的过弯速度下,抓地跑法对地面附着的要求更高,漂移跑法可以适应快速变化的地面附着。如果能够按照漂移车手的驾驶风格设计控制算法,实现在这一极限工况下的车辆自主智能控制,在不减速的情况下利用漂移时所产生的动态特性,实现高循迹性过弯,将有助于提高汽车的稳定性边界,提高驾驶安全性和车辆性能。本文依托国家重点研发计划“整车智能化控制及性能提升技术”（编号2018YFB0106203）,以自主驾驶汽车为研究对象,主要研究了汽车漂移行驶的路径追踪控制算法,并设计了仿真试验对算法进行了验证与评价。本文的主要工作内容有以下几点:（1）基于轮速控制设计漂移控制器并完成仿真试验。分别对三自由度单轨车辆模型与四轮车辆模型的漂移平衡进行了建模,分析了不同质心侧偏角情况下的系统状态变量变化情况。三自由度单轨车辆模型可以准确的还原车辆在漂移控制时的系统状态,确立了采用三自由度单轨车辆模型进行漂移研究的技术路线。之后在第三章对三自由度单轨车辆模型进行了平衡态分析,基于横摆角速度-质心侧偏角分析了在车速稳定的前提下,不同前轮转角情况下的系统漂移平衡点性质,也分析了平衡点附近系统状态的变化情况。基于三自由度单轨车辆模型的漂移平衡点分析,采用一阶反馈控制设计了漂移控制器,采用预瞄误差和质心侧偏角作为控制目标,并在后轮侧向力控制上加入了轮速控制。在仿真软件中设计了仿真试验场景,在定圆漂移场景验证反馈控制器的可行性。仿真试验结果表明,本文采用的基于轮速控制的漂移控制器能够准确地完成定圆漂移任务的循迹行驶任务。（2）基于人工经验演示建立深度确定性策略梯度网络,设计了通过强化学习训练的汽车“8”字漂移运动控制算法。为了避免训练前期的探索效率较低的问题采用了专家演示的方式,提高了模型训练前期的训练速度。基于对三自由度单轨车辆模型的研究,建立了基于横向误差、纵向速度、质心侧偏角与横摆角速度的联合奖励函数。通过对训练损失值和最终训练回合的状态变量分析,验证了强化学习算法在漂移平衡点切换的“8”字漂移工况能够准确地实现运动控制。“8”字漂移作为漂移驾驶的基础动作,基于平衡点定圆控制和“8”字漂移可以将循迹控制扩展到平面上的各种复杂轨迹。以此为基础,可以在后续的研究中完成平面内各种复杂轨迹的循迹,最终实现全程侧滑的自动驾驶控制。（3）基于最大相轨迹恢复边界设计强化学习奖励函数,获得了更好的“8”字漂移控制效果。在前一部分的测试结果的基础上,分析了漂移平衡点切换时的质心侧偏角-横摆角速度变化关系。根据不同状态下的状态变量切向量空间,将质心侧偏角-横摆角速度相平面进行了分区,对各个分区的稳定性进行分析。通过每个相平面区域的状态变量切向量空间的分布情况,区分了安全的相轨迹与危险相轨迹。不同的相轨迹确定了最大恢复相轨迹恢复边界,根据相轨迹恢复边界定义了新的强化学习奖励函数。新的强化学习奖励函数帮助提高了模型收敛速度,并且在训练完成后的效果较未添加最大相轨迹恢复边界的训练效果有了明显的提升。
聂仕鹏[5]（2021）在《桥式吊车轨迹规划与滑模控制方法》文中研究说明桥式吊车是重要的起重搬运设备,并被广泛用于港口、工厂车间、海洋工业、建筑工地,其控制任务为快速准确的将负荷物搬运到目标位置,并在运输过程中抑制负载的摆动。然而,由于桥式吊车的欠驱动属性,人们只能直接控制台车的运动,而无法控制负载的摆角,使得实现快速定位及负载消摆的双重任务变得十分困难。在前人研究的基础上,本文主要针对桥式吊车运行过程中的轨迹规划与滑模控制方法展开研究,主要的工作如下:（1）桥式吊车动力学建模。基于欧拉-拉格朗日方程对桥式吊车建模,获得三维及二维桥式吊车的动力学模型;由于台车在运行过程中主要受到摩擦力的外部扰动,进行实验获取台车运行过程中所受摩擦力的模型。（2）基于相平面分析的轨迹规划方法,提出了一种桥式吊车的改进型S曲线。首先,利用台车运动与负载摆角的耦合关系,分析了由吊绳与负载构成的欠驱动子系统的可控性,欠驱动子系统完全可控意味着可以通过规划台车的加速度轨迹使得欠驱动子系统的相轨迹沿着任意轨迹回到原点;其次,基于相平面分析的轨迹规划方法,介绍了梯形速度曲线以及Double S曲线的轨迹规划过程,并提出了一种改进型的S轨迹规划,该轨迹能够实现加加速度（jerk）连续;最后,进行了一系列的仿真与实验,实验结果表明所述轨迹能够很好的抑制负载摆动。（3）提出了一种基于区间二型模糊时变边界层的二型模糊滑模控制方法,该方法能够利用系统相轨迹的状态信息以及切换控制量的大小自适应的改变边界层的厚度,相较常量边界层滑模控制器改善了轨迹跟踪性能;提出了一种自适应参数的滑模控制方法,能够在面对桥式吊车模型参数不确定的情况下,仍然能够取得很好的轨迹跟踪性能,Matlab/Simulik仿真实验结果证明了所提方法的有效性,并在实验平台上进行实验及分析。
宋伟[6]（2021）在《中压配电网中电磁式互感器引起的铁磁谐振研究》文中研究说明在中压配电网中,为了监测母线对地电压,通常在母线上装设一次绕组接为星形、中性点直接接地的电磁式电压互感器（简称PT）。由于电磁式电压互感器励磁电感的非线性特性,在外界电压的扰动下,易导致铁芯饱和,造成励磁电感下降,与中压配电网中的对地电容参数共同作用,引起铁磁谐振,使配电网出现过电压。这种过电压轻则仅引起供电中断,造成一定经济损失,重则可能引起重大设备的损坏和人身伤亡事故。文中首先给出了各类型铁磁谐振的参数范围,对非线性电感、电容组成的串联铁磁谐振回路用图解法解析了基频铁磁谐振的基本原理;对三相回路中由PT饱和引起的中性点工频位移过电压、谐波谐振过电压原理进行总结归纳,同时总结了分频和高频的发生原理。其次,利用非线性动力学分析了以接地电容值为变量的简单系统,得出不同情况下的铁磁谐振过电压发生的情况,分析各种情况下的频谱图及相轨迹。然后,在Simulink仿真环境中,为了研究多组PT并列运行时发生谐振的特征,搭建了10k V中性点不接地系统的仿真模型,给出互感器的励磁特性计算方法以及按计算编制的程序,计算互感器的励磁特性。以单相接地故障瞬时消失作为触发条件,仿真分析不同类型的铁磁谐振过电压、过电流特点,总结发生铁磁谐振时电气量的规律。最后,利用基频和分频谐振发生时的电气量特征,建立了基频、分频谐振识别的算法。通过仿真出不同铁磁谐振的电压信号,利用加窗FFT算法进行频谱分析,可以从频谱图中得出谐振发生的频率,以三相电压的变化以及相角是否发生跳变区分基频谐振与单相接地。对提出的算法进行仿真验证,结果表明,判别方法能够有效进行谐振的识别。
王立标[7]（2021）在《磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究》文中研究说明为提高车辆的抗侧倾性能,主动横向稳定杆技术已成为研究的热点。磁阻电机式主动横向稳定杆采用磁阻电机作为驱动装置,与无刷直流电机和液压泵驱动的主动横向稳定杆相比,具有结构简单、无退磁、响应快及良好的抗堵转能力的优点。然而,磁阻电机式主动横向稳定杆是由机械、电磁和电气控制参数多参量耦合的典型机电复合传动系统。针对系统存在多参量耦合特性,本文从机电耦合角度出发,开展机械-电磁耦合下系统的非线性振动和电气-电磁耦合下功率变换器的非线性特性及其控制研究。本文的主要研究内容如下:（1）设计了应用于车辆主动横向稳定杆的磁阻电机。通过建立车辆侧倾平衡方程,计算出适用于车辆的磁阻电机目标转矩。根据目标转矩,间接计算出磁阻电机的额定功率,并基于经验法设计了相应的磁阻电机。最后采用有限元和加载实验对电机进行性能验证,得出转速运行在1500r/min时,电机能获得3Nm的平均转矩,验证了所设计的磁阻电机满足车辆横向稳定杆系统抗侧倾力矩的需求。（2）磁阻电机非线性磁链曲线建模。磁场是机械系统与电磁系统耦合的桥梁,获得磁链模型是分析系统机电耦合特性的基础。为研究磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合特性,设计了反馈层含logistics映射的CDRNN网络,基于该网络对磁阻电机非线性指数磁链模型的参数进行估计,获得了磁阻电机非线性磁链解析模型。将解析模型计算的磁链值与实验数据进行比较,得出磁链误差不超过0.015Wb,验证了提出的解析磁链模型的有效性。（3）机械-电磁耦合下系统非线性特性分析。基于拉格朗日-麦克斯韦方程建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,利用多尺度法对其进行求解,获得了系统在稳态运动时的主共振振幅方程以及系统稳定性的确定方程,并进一步采用数值和实验法分别对系统在负载激励下的非线性特性进行了研究,通过对系统的加速度及其单位频谱采集计算,得出系统在负载低频激励时不仅存在基频分量的振动,还存在非整数倍谐波振动分量,表明系统在低频负载激励下会产生相应的非线性振动。（4）电机功率变换器的电气-电磁耦合特性研究。在磁阻电机不对称半桥功率变换器的工作状态分析基础上,建立了其励磁、续流和退磁三状态的时域模型,并考虑控制系统参数的影响,基于电流的边界特性获得了功率变换器的分段离散模型。通过不动点稳定性理论对功率变换器的分段离散模型进行了周期1下的稳定性分析,得到了控制与电磁参数耦合下系统临界稳定的边界条件。采用数值和实验法对磁阻电机功率变换器存在电气-电磁参数耦合下的动力学特性进行了研究,得出当系统参数进入特定区域时电机电流功率谱出现连续性,表明系统存在复杂的非线性特性。（5）基于反演滑模的自适应控制系统设计及实现。考虑系统存在外部干扰的情况,设计了自适应反演滑模控制器以提高车辆抗侧倾性能,并基于Car Sim和MATLAB/Simulink联合仿真平台对车辆在双移线工况下进行仿真验证。在考虑不平路面干扰下,相比于被动稳定杆和滑模控制法,提出的自适应反演滑模法能有效降低车辆的侧倾角。为进一步验证控制方法的有效性,设计了控制系统的软硬件,并搭建了可模拟不平路面激励的试验台架。通过实验得出在不平路面激励下,所设计的控制器使车辆的侧倾角得到了控制,验证了本文提出的自适应反演滑模控制方法的有效性。综上所述,本文建立了磁阻电机式主动横向稳定杆机电复合传动系统的机电耦合动力学模型,进行了相关参数激励下的非线性动态特性研究。开发了基于反演滑模的车辆侧倾自适应控制系统及模拟不平路面激励下的性能试验平台。论文的研究工作为提高车辆机电传动部件的可靠性和改善车辆抗侧倾性能提供了参考。
梁修天[8]（2021）在《分布式驱动电动汽车纵横向运动协调控制关键技术研究与实现》文中提出随着环境和能源的严苛要求,电动汽车已成为当前和未来很长一段时期汽车产业发展的趋势,正加速向电动化、智能化、轻量化方向发展。与目前集中式驱动的电动汽车不同,分布式驱动电动汽车具有传动高效、结构紧凑、各轮驱动与制动力矩独立可控等特点,动力输出更加平稳高效,被认为是未来低碳社会与智慧城市的主要交通工具之一。分布式驱动电动汽车取消了差速器等传动系统的机械连接,由四个独立的轮毂电机直接驱动,这对提升汽车稳定性的可控范围起到重要作用,在提高汽车的行驶稳定性和改善操纵性方面具有重要意义。在分布式驱动电动汽车的操纵稳定性控制方面,转向、驱动和制动之间的相互耦合以及轮毂电机的故障问题是必须要考虑的。本文以分布式驱动电动汽车为研究对象,为改善其操纵性和行驶稳定性,针对分布式驱动系统、制动系统和主动前轮转向系统的协调控制进行研究。在汽车操纵稳定性控制研究现状分析的基础上,总结现阶段的研究不足,完成如下相关工作:（1）完成分布式驱动电动汽车动力学建模与验证,建立能反映汽车操纵稳定性的“汽车-轮胎”七自由度模型。利用神经网络驾驶员模型在标准双移线道路下进行常规和极限两种工况下的驾驶员在环仿真,验证分布式驱动电动汽车动力学模型的合理性和可用性。（2）完成了基于相平面稳定性判别方法的协调控制策略设计,提高了分布式驱动电动汽车在复杂驾驶条件下的操纵稳定性。通过正交仿真建立动态稳定边界数学表达关系,解决了静态边界鲁棒性差的问题。根据划分的动态稳定边界设计了基于主动前轮转向与直接横摆力矩的协调控制策略,在经典稳定域、扩展域和非域之间协调主动前轮转向和直接横摆力矩的控制权重。针对非域内执行系统之间的强耦合现象,设计了逆系统解耦控制器,消除了两种执行方式的强耦合作用。另外为了提高电机底层控制的精度,设计了电机转矩自抗扰控制器,以提高转矩控制的鲁棒性,解决了外界扰动和电机稳态误差造成的转矩执行精度差的问题。（3）设计了转矩矢量和电子稳定协调控制策略,提高分布式驱动电动汽车复杂工况下操纵稳定性的同时,减小了纵向速度损失。根据相平面临界点和轮胎侧偏角约束设计动态包络边界,进行了数学表达,并对汽车状态的坐标和包络边界的距离进行了量化。将四个轮毂电机执行误差视为外界扰动,利用鲁棒∞动态输出反馈控制器设计轮毂电机转矩矢量控制系统,增强了转矩控制的执行精度和鲁棒性;采用改进蚁群算法自整定PID参数控制方法设计电子稳定控制器,兼顾全局搜索速度和局部搜索精度。设计了基于无迹卡尔曼滤波算法的状态观测器,克服了传统扩展卡尔曼滤波算法线性化过程中求解雅可比矩阵困难的问题。（4）基于功能安全技术设计了一种考虑轮毂电机故障行为的操纵稳定性控制策略。通过建立包含电机故障的整车动力学模型,发现前轴单侧电机增益故障产生的转角突变和附加横摆力矩会导致汽车稳定性变差和严重跑偏,并且简单地驱动转矩截断控制无法使其快速回到理想状态。在动力学分析的基础上,设计了线控转向控制系统,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,减小系统的切换抖振现象。设计自适应故障诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,然后通过模型预测控制算法对车轮驱动转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪。（5）基于NI-PXI实时系统搭建轮毂电机硬件在环平台,基于NI Compact RIO虚拟控制原型搭建分布式驱动实车平台。分别对主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制器、转矩矢量与电子稳定协调控制器和考虑电机增益故障的协调控制器进行试验。试验结果表明,主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制能在不同的行驶条件下同时提高汽车的操纵性和稳定性;转矩矢量与电子稳定协调控制能在稳定性控制的同时降低纵向车速的损失;考虑电机增益故障的协调控制器保证了电机发生故障后汽车的稳定性,并能恢复转向性能以跟踪期望路线。
陈久朋[9]（2021）在《四足机器人步态及运动控制研究》文中进行了进一步梳理哺乳动物经过亿万年自然的选择,进化出最优的骨骼参数和最佳的运动性能。千百年来效仿自然成为人类孜孜不倦的研究方向,从早期的“木牛流马”到现在的“步行车”无不体现着人类智慧的结晶。提取生物结构参数、效仿生物运动模式、挖掘生物神经控制方式是目前仿生学与机构学相结合的重要组成部分。四足机器人作为一种非线性、复杂的多体动力学系统,其不仅涉及仿生学、机构学、控制论等交叉学科,而且机体之间的关联性和耦合性较强,对其研究具有较大的挑战性,因此许多基础理论和关键技术有待深入研究。本文以四足机器人稳定性和环境适应性为研究目标,围绕结构设计、轨迹规划、步态控制模式等关键技术展开研究,为四足机器人步态及运动控制提供一定的理论基础,具体工作为:（1）对生物解剖学理论研究发现:犬类动物以跖行运动方式行走,具备高速的运动性能。本文以犬类动物为仿生对象,获得动物运动的最简形式,确定了整机的设计目标,完成四足机器人整机的设计与加工。根据D-H法获得了简化单腿的正逆运动学方程,利用运动学等效获得了实际四足机器人逆运动学方程,在机构关节转角范围内采用蒙特卡洛法分析了机器人的足端的工作空间。（2）现有的轨迹规划方法缺乏仿生特性,不符合生物运动规律。针对以上问题,本文提出一种基于足端零冲击的五次多项式足端轨迹方法,在水平方向的轨迹段上增加了后摆段和回缩段,使其更具备仿生特性,同时五次多项式二阶导数连续,其加速度曲线不再是一条直线,是一种理想的足端轨迹。采用Solid WorksSim Mechanics联合仿真平台搭建了单腿控制系统,获得了单腿的运动参数。在单腿运动学建模仿真的基础上,搭建了ADAMS-Simulink联合仿真平台,采用延时模块获得了各腿之间的关节驱动角度的相位差关系,实现了整机的运动控制,仿真结果显示,机器人可根据规划好的轨迹实现walk步态和trot步态稳定行走。虽然机器人能够按照特定的步态行走,但是后腿出现严重的拖地现象,这是导致机体不稳定的重要因素。为了耦合环境信息且解决拖地问题,引入了闭环反馈控制,以达到机器人稳定的效果。仿真结果表明,机器人后腿拖地现象得到了明显改善。（3）为了达到降低能耗、提高行走效率的目的,机器人应该像哺乳动物一样根据地形条件选择合适的速度行走,这就涉及到步态转换问题,目前鲜有人探索轨迹-轨迹之间的步态转换。采用在转换点直接完成步态转换会导致驱动转角跃变,极大的影响四足机器人行走稳定性。本文选用足端零冲击五次多项式作为足端轨迹,在过渡段引入大周期关节驱动角和延时时间,提出了过渡段变周期控制,实现了驱动关节角的平滑过渡,解决了机器人通过轨迹-轨迹步态转换稳定性问题。在过渡段变周期控制的思想下,采用定速度控制和变步长控制分别完成了walk步态向trot步态转换。（4）采用Hopf振荡器数学模型搭建CPG网络拓扑结构,获得了参数对Hopf振荡器输出曲线的影响,确定Hopf振荡器参数的独立调节性能,为髋、膝关节驱动曲线的独立调节奠定基础。Hopf振荡器输出的谐波信号对双拍步态能达到良好的控制效果,但对于四拍步态因占空比变化导致支撑相和摆动相时间不一致,振荡器的输出曲线不能用于四拍步态,本文引入摆动相频率,改变支撑相和摆动相时间,实现了占空比的调节获得了理想的轨迹输出。通过ADAMS-Simulink联合仿真平台,实现了walk步态和trot步态。为了实现一种步态向另一种步态转换,往往是采用直接替换步态矩阵的方式进行,这种方式会导致机器人关节转角驱动曲线出现停振、锁相和尖角问题,导致速度和加速度突变。本文在CPG模型内部引入分段函数,构建Hopf振荡器与分段函数联合算法,通过实时改变右后腿相位差来改变机器人占空比,从而实现关节驱动曲线的平滑过渡,保证了机器人稳定行走。对比了基于CPG的步态生成方法和基于模型的步态生成方法,证明了CPG控制方法具有更高的稳定性。为了结合CPG神经控制模式和足端轨迹规划的优点,采用神经网络拟合功能,实现CPG模型与足端轨迹模型的非线性映射。（5）为了验证算法的有效性,本文在仿生学和运动学研究的基础上设计了一款名为KUST-canine的四足机器人,基于实验室现有条件开展了四足机器人的单腿运动控制实验,为了获得机器人腿部的运动轨迹,采用激光跟踪仪实时采集足端点集并利用SA软件的拟合功能获得了足端轨迹。实验结果显示,四足机器人能按照预期规划的轨迹运动,并实现了足端零冲击。在单腿运动控制的基础上进行了整机walk步态实验和trot步态实验,证明了所提算法的有效性。
张一西[10]（2021）在《四轮独立驱动电动汽车操纵稳定性关键状态参数估计及协调控制策略研究》文中进行了进一步梳理四轮独立驱动电动汽车（4WIDEV）代表汽车工业未来发展的主流趋势,是缓解石油资源匮乏、大气污染及交通安全问题的有效途径。操纵稳定性控制是提高4WIDEV主动安全性的重要措施,随着汽车技术的进步和公路等级的提升,对控制系统在极限行驶工况下的性能提出挑战。4WIDEV突破了传统电动汽车机械结构的束缚,增加了可控自由度,提高了控制灵活性,能够实现单个车轮驱/制动转矩独立、连续、精确调节,在操纵稳定性控制方面有着潜在优势。4WIDEV属于“纵向-侧向-垂向”耦合的复杂车辆非线性动力学系统,也是典型的多动力源过驱动系统,对操纵稳定性控制系统的开发提出了更高要求。本文依托国家重点研发计划项目（2019YFB1600800）“基于端网云的国家新能源汽车安全运行协同防控平台”和陕西省重点产业链项目（2018ZDCXL-GY-05-03-01）“分布式驱动纯电动乘用车关键技术研究”,以4WIDEV为研究对象,旨在解决车辆状态参数估计及操纵稳定性控制等关键技术问题,主要研究工作体现在:（1）4WIDEV动力学模型构建。基于控制策略开发和仿真试验需求,建立了车身模型、车轮模型、轮胎模型、液压制动系统模型、永磁同步电机矢量控制模型、驾驶人车速跟随及轨迹跟踪模型,为后续状态参数估计方法和操纵稳定性控制策略研究提供了模型基础和仿真验证平台。通过开展车辆操纵稳定性典型测试工况试验,并以Car Sim模型库中高精度车辆模型为参考,验证了所构建模型的合理性和精确性。（2）基于蚁狮优化（ALO）的无迹卡尔曼滤波（UKF）车辆状态参数估计改进方法研究。针对4WIDEV操稳性关键状态参数直接测量难度大、成本高的问题,设计了一种结合ALO和UKF算法的状态参数估计器,来实现对横摆角速度、质心侧偏角、轮胎侧向力的实时精确估计。引入五种优化测试函数,采用遗传、粒子群、蚁狮算法进行优化对比分析,验证了ALO算法的可行性。为了改善噪声信息未知引起的估计器精度下降问题,采用ALO算法辨识UKF估计过程中的系统过程噪声和测量噪声统计特性。搭建了MATLAB/Simulink-Car Sim联合仿真模型,验证了本文所提出ALO-UKF状态参数估计器的有效性和精确性。（3）基于自适应非奇异快速终端滑模控制的车辆操纵稳定性协调控制策略研究。以二自由度理想车辆模型作为参考,同时考虑路面附着条件限制,确定了操纵稳定性控制期望值,并分析了关键控制变量横摆角速度和质心侧偏角间的耦合关系及其对车辆运动状态的表征规律。为了准确判定车辆行驶状态,基于相平面分析方法,绘制了不同初始条件下的β-（?）相平面图,通过分析β-（?）相轨迹变化趋势,揭示了车辆稳定区域范围随车速和路面附着系数变化的规律,进一步提取了稳定区域边界系数,制定了稳定区域划分准则,为操稳性控制策略介入提供依据。针对传统滑模变结构控制无法在有限时间内使系统状态跟踪误差收敛到平衡点且控制存在奇异的问题,基于非奇异快速终端滑模控制,分别建立了跟踪期望横摆角速度和质心侧偏角的直接横摆力矩决策控制器,并采用自适应律估计系统不确定性及外界干扰的上界,避免因上界未知导致的系统抖振问题。此外,以车辆失稳程度为依据调整横摆角速度和质心侧偏角控制权重,达到协调控制车辆操纵性和稳定性的目的。仿真分析表明,相比于传统滑模控制器,提出的自适应非奇异快速终端滑模控制器能够明显改善车辆操纵稳定性。（4）基于多目标优化理论的转矩优化分配控制策略及执行器失效转矩分配重构控制策略研究。基于NSGA-Ⅱ算法理论,构建了以轮胎负荷率、转矩分配误差、轮胎滑移能量损耗最小为目标,并考虑执行器约束的转矩优化分配控制策略,实现了四轮纵向力的最优分配。针对电机失效故障下输出转矩不足引起的车辆失稳问题,基于故障树分析法构建了永磁同步电机本体故障树,通过对永磁同步电机特有的均匀退磁故障进行仿真分析,研究电机失效故障输出特性,定义了表征电机输出转矩能力的失效故障因子,基于失效故障因子提出了单电机失效转矩分配重构控制策略,并采用二次规划算法进行求解。仿真结果表明,相比于平均分配策略,提出的转矩优化分配控制策略能够减小期望状态跟踪误差,提高车辆稳定裕度,同时,提出的转矩分配重构控制策略能够在单电机失效故障下维持车辆稳定行驶。（5）基于A&D5435的4WIDEV试验平台开发及实车试验验证。为了验证本文所提出状态参数估计方法及操纵稳定性控制策略在实车环境下的有效性,研发了4WIDEV试验样车,搭建了基于A&D5435快速原型控制器的试验平台。通过不同行驶工况下的实车道路试验,验证了所设计ALO-UKF估计器能够实现对状态参数的精确观测,同时,在所提出操稳性控制策略作用下,车辆具有较强的行驶稳定性,没有出现侧滑或甩尾等失稳现象。
二、巧妙使用Simulink绘制非线性系统的相轨迹（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、巧妙使用Simulink绘制非线性系统的相轨迹（论文提纲范文）
（1）几类超混沌系统的动力学研究与电路实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 忆阻器的国内外研究现状 |
| 1.3 混沌系统的国内外研究现状 |
| 1.4 超混沌系统的国内外研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 相关理论概述 |
| 2.1 忆阻器的基本理论概述 |
| 2.2 混沌系统的基本理论概述 |
| 2.3 超混沌系统的基本理论概述 |
| 第三章 基于状态变量反馈法构造的新超混沌系统 |
| 3.1 基于状态变量反馈法构造的新超混沌系统的数学模型 |
| 3.2 超混沌系统的动力学分析 |
| 3.3 新四维超混沌系统的数值仿真分析 |
| 3.4 超混沌系统的电路实现 |
| 3.5 超混沌系统电路实现的仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于忆阻器的超混沌系统的动力学分析 |
| 4.1 基于忆阻器的超混沌系统的数学模型 |
| 4.2 超混沌系统的动力学分析与数值仿真分析 |
| 4.3 超混沌系统的电路实现与Simulink仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于忆阻实现的四阶超混沌系统 |
| 5.1 基于忆阻器实现的超混沌系统的数学模型 |
| 5.2 新忆阻混沌系统的动力学分析与数值仿真分析 |
| 5.3 超混沌系统的电路实现与Simulink仿真验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（2）SEPIC变换器非线性动力学行为及其优化控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 DC-DC变换器非线性动力学行为及其控制研究现状 |
| 1.2.2 相关研究存在的不足 |
| 1.3 本文研究的目的和意义 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 DC-DC变换器控制方法与非线性动力学行为分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DC-DC变换器的控制和原理 |
| 2.2.1 电压控制型DC-DC变换器 |
| 2.2.2 电流控制型DC-DC变换器 |
| 2.3 DC-DC变换器非线性分析方法 |
| 2.3.1 从稳定态到混沌态 |
| 2.3.2 非线性分析方法介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电流型SEPIC变换器的非线性动力学行为分析与控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电路原理 |
| 3.3 非线性动力学行为的仿真分析 |
| 3.4 理论分析 |
| 3.4.1 离散映射模型 |
| 3.4.2 不动点稳定性 |
| 3.4.3 近似离散迭代映射模型与稳定判据分析 |
| 3.5 引入共振参数微扰 |
| 3.5.1 共振参数微扰法 |
| 3.5.2 稳定性分析 |
| 3.5.3 仿真结果 |
| 3.6 改进型共振参数微扰法 |
| 3.6.1 分析与改进 |
| 3.6.2 仿真结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 电压型SEPIC变换器非线性动力学行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电压型SEPIC变换器的非线性动力学行为 |
| 4.2.1 电路原理 |
| 4.2.2 离散映射模型 |
| 4.2.3 非线性行为与仿真结果 |
| 4.3 PI控制电压型SEPIC变换器非线性动力学行为 |
| 4.3.1 PI控制电压型SEPIC变换器 |
| 4.3.2 变换器的非线性行为分析与仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电压型SEPIC变换器非线性动力学行为控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 延时反馈控制 |
| 5.2.1 引入无源延时反馈控制 |
| 5.2.2 仿真结果与分析 |
| 5.3 滑模变结构控制 |
| 5.3.1 引入滑模控制 |
| 5.3.2 仿真结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（3）应急救援车辆油气悬架与主动前轮转向系统控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 油气悬架研究现状 |
| 1.2.2 主动前轮转向研究现状 |
| 1.2.3 油气悬架与主动前轮转向协调控制研究现状 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 应急救援车辆整车动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 车辆动力学模型 |
| 2.2.1 多自由度车辆动力学模型 |
| 2.2.2 线性二自由度车辆动力学模型 |
| 2.3 轮胎模型 |
| 2.4 路面模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 应急救援车辆油气悬架系统多目标优化及控制策略研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 油气悬架系统灵敏度分析及多目标优化 |
| 3.2.1 油气悬架系统架构 |
| 3.2.2 油气悬架系统灵敏度分析 |
| 3.2.3 油气悬架系统参数多目标优化设计 |
| 3.3 基于滑模控制的油气悬架系统控制策略 |
| 3.3.1 油气悬架控制系统模型 |
| 3.3.2 油气悬架系统评价指标 |
| 3.3.3 油气悬架滑模控制器设计 |
| 3.3.4 基于并行自适应克隆选择算法的控制器参数优化 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 油气悬架系统的参数优化仿真分析 |
| 3.4.2 油气悬架滑模控制器参数的优化仿真分析 |
| 3.4.3 油气悬架的滑模控制策略仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 应急救援车辆主动前轮转向系统控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主动前轮转向系统介入机制 |
| 4.3 基于扩展卡尔曼滤波的车辆状态观测 |
| 4.4 主动前轮转向系统控制策略 |
| 4.5 仿真分析 |
| 4.5.1 扩展卡尔曼观测器仿真分析 |
| 4.5.2 主动前轮转向系统仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 应急救援车辆转向悬架解耦控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 车辆解耦控制系统模型 |
| 5.3 车辆转向悬架底盘集成系统可逆性分析 |
| 5.4 基于广义回归神经网络的车辆底盘逆系统辨识 |
| 5.5 车辆转向悬架底盘集成系统反馈解耦控制 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.6.1 GRNN逆系统辨识性能仿真 |
| 5.6.2 车辆转向悬架解耦控制性能仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 整车试验测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 应急消防救援样车研制 |
| 6.2.1 样车底盘机械系统设计 |
| 6.2.2 样车底盘液压系统设计 |
| 6.3 整车试验测试及分析 |
| 6.3.1 试验测试仪器 |
| 6.3.2 样车最高车速试验测试 |
| 6.3.3 油气悬架控制系统测试与分析 |
| 6.3.4 主动前轮转向控制系统测试与分析 |
| 6.3.5 油气悬架与主动前轮转向解耦控制方法测试与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于强化学习的汽车漂移控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及课题提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非线性区汽车控制策略的研究现状 |
| 1.2.2 基于强化学习方法的自动驾驶控制研究现状 |
| 1.2.3 安全状态边界研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 车辆动力学模型及轮胎模型 |
| 2.0 引言 |
| 2.1 轮胎模型 |
| 2.1.1 Fiala轮胎模型 |
| 2.1.2 轮速动力学建模 |
| 2.2 三自由度单轨车辆动力学模型搭建 |
| 2.3 四轮车辆模型搭建与模型对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于定圆轨迹跟踪的漂移平衡点控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 漂移平衡态分析 |
| 3.2.1 平衡点状态变量分析 |
| 3.2.2 车辆漂移特性的相图分析 |
| 3.3 漂移控制器的设计 |
| 3.3.1 预瞄误差控制 |
| 3.3.2 质心侧偏角控制 |
| 3.3.3 联合控制 |
| 3.3.4 轮速控制 |
| 3.4 仿真实验与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于强化学习的非平衡态漂移控制 |
| 4.1 深度确定性策略梯度的强化学习算法搭建 |
| 4.1.1 强化学习要素选取 |
| 4.1.2 强化学习模型的简化 |
| 4.1.3 深度确定性策略梯度算法建立 |
| 4.2 基于平衡态控制的极限工况强化学习算法 |
| 4.2.1 基于专家演示的网络初始化 |
| 4.2.2 算法迭代过程 |
| 4.2.3 行为-评价网络结构 |
| 4.2.4 奖励函数设计 |
| 4.4 实验设计与训练结果 |
| 4.4.1 训练环境和实验方案 |
| 4.4.2 强化学习训练结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于安全状态边界的奖励函数设计 |
| 5.1 安全状态边界的确定 |
| 5.2 最大相轨迹恢复边界奖励函数设计 |
| 5.2.1 最大相轨迹恢复边界的确定 |
| 5.2.2 速度对最大相轨迹恢复边界的影响 |
| 5.3 基于最大相轨迹恢复边界的训练结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）桥式吊车轨迹规划与滑模控制方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 吊车简介 |
| 1.1.2 欠驱动系统 |
| 1.1.3 欠驱动系统国内外研究现状 |
| 1.1.4 桥式吊车的控制方法 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 桥式吊车动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 桥式吊车动力学建模 |
| 2.2.1 桥式吊车模型简介 |
| 2.2.2 三维桥式吊车动力学建模 |
| 2.2.3 二维桥式吊车动力学模型 |
| 2.3 摩擦力模型验证实验 |
| 2.3.1 实验平台简介 |
| 2.3.2 摩擦力模型验证 |
| 2.4 仿真平台 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 桥式吊车的轨迹规划方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 耦合性及可控性分析 |
| 3.3 带约束桥式吊车轨迹规划 |
| 3.3.1 梯形速度曲线 |
| 3.3.2 Double S曲线 |
| 3.3.3 改进型S曲线 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 仿真实验 |
| 3.4.2 实验结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 桥式吊车的滑模控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 区间二型模糊滑模控制方法 |
| 4.2.1 控制器设计 |
| 4.2.2 仿真实验 |
| 4.3 滑模自适应控制方法 |
| 4.3.1 控制器设计 |
| 4.3.2 仿真实验 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）中压配电网中电磁式互感器引起的铁磁谐振研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 铁磁谐振特点及危害 |
| 1.1.2 研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 铁磁谐振研究方法 |
| 1.2.2 消谐措施的研究 |
| 1.3 谐振过电压信号识别方法 |
| 1.3.1 基于零序电压和三相电压对比法 |
| 1.3.2 利用故障后的零序电压与零序电流 |
| 1.3.3 零序电压的频谱分析 |
| 1.3.4 小波奇异点检测 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 铁磁谐振的产生机理及分析 |
| 2.1 铁磁谐振的分类及参数范围 |
| 2.2 基频谐振原理 |
| 2.3 三相铁磁谐振原理 |
| 2.3.1 铁芯电感的非线性特性 |
| 2.3.2 工频位移过电压 |
| 2.3.3 谐波谐振过电压 |
| 2.4 分频和高频谐振原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 铁磁谐振现象的非线性动力学特征研究 |
| 3.1 混沌及其特征 |
| 3.1.1 李雅普诺夫指数 |
| 3.1.2 相平面 |
| 3.1.3 分岔图 |
| 3.2 铁磁谐振现象的动力学特征分析 |
| 3.2.1 状态方程的建立 |
| 3.2.2 PT谐振的最大李雅普诺夫指数与分岔图 |
| 3.2.3 不同铁磁谐振的仿真分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 多PT并列运行铁磁谐振仿真分析 |
| 4.1 配电网模型 |
| 4.2 PT仿真模型的建立 |
| 4.2.1 PT等效模型 |
| 4.2.2 PT励磁特性计算方法 |
| 4.2.3 考虑励磁损耗的非线性电感的ψ-i_l 特性计算 |
| 4.3 系统等值电路 |
| 4.4 谐振仿真分析 |
| 4.4.1 分频谐振 |
| 4.4.2 基频谐振 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于加窗FFT算法的铁磁谐振类型识别 |
| 5.1 基频谐振与单相接地故障识别 |
| 5.1.1 基频谐振特征 |
| 5.1.2 单相接地故障特征 |
| 5.1.3 基频谐振判据 |
| 5.2 基频谐振识别方法 |
| 5.2.1 傅里叶级数 |
| 5.2.2 基于FFT算法的铁磁谐振类型识别 |
| 5.3 分频谐振识别 |
| 5.3.1 分频谐振特征 |
| 5.3.2 分频谐振判据 |
| 5.4 FFT算法的频谱泄露和栅栏效应 |
| 5.5 窗函数 |
| 5.5.1 矩形窗 |
| 5.5.2 汉宁窗 |
| 5.5.3 高斯窗 |
| 5.6 加窗FFT算法检测铁磁谐振类型 |
| 5.6.1 电压突变量启动原理 |
| 5.6.2 谐振判断阈值 |
| 5.6.3 加窗FFT算法的实现 |
| 5.6.4 算法验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（7）磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆主动稳定杆原理及控制研究现状 |
| 1.2.2 磁阻电机非线性振动及控制研究现状 |
| 1.2.3 机电系统机电耦合非线性振动及控制研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 车用主动横向稳定杆磁阻电机设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电机式主动横向稳定杆及目标转矩计算 |
| 2.2.1 电机式主动横向稳定杆系统 |
| 2.2.2 磁阻电机目标转矩计算 |
| 2.3 磁阻电机设计及有限元分析 |
| 2.3.1 磁阻电机设计 |
| 2.3.2 磁阻电机有限元静态磁场分析 |
| 2.3.3 磁阻电机有限元瞬态磁场分析 |
| 2.4 磁阻电机加载实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合振动特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁阻电机非线性磁链模型 |
| 3.2.1 基于指数函数的磁链模型 |
| 3.2.2 磁阻电机磁链检测 |
| 3.2.3 磁链模型参数估计 |
| 3.3 磁阻电机式主动稳定杆机械-电磁耦合特性 |
| 3.3.1 机电耦合动力学模型 |
| 3.3.2 系统非线性方程求解 |
| 3.3.3 系统稳定性分析 |
| 3.4 负载激励下系统耦合特性仿真与实验 |
| 3.4.1 系统耦合特性数值仿真 |
| 3.4.2 系统耦合振动实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 磁阻电机式主动稳定杆电气-电磁耦合特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 功率变换器数学模型 |
| 4.2.1 磁阻功率变换器时域分析 |
| 4.2.2 磁阻功率变换器迭代离散模型 |
| 4.3 功率变换器稳定性分析 |
| 4.3.1 功率变换器离散分析 |
| 4.3.2 功率变换器离散系统稳定性 |
| 4.3.3 功率变换器分岔特性 |
| 4.4 功率变换器耦合特性仿真与实验 |
| 4.4.1 功率变换器耦合特性时域仿真 |
| 4.4.2 功率变换器耦合特性实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磁阻电机式主动稳定杆系统非线性控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电机式主动横向稳定杆车辆瞬态侧倾模型 |
| 5.2.1 前后轴主动横向稳定杆输出力矩模型 |
| 5.2.2 前后轴电机输出转矩模型 |
| 5.3 磁阻电机式主动横向稳定杆控制方法研究 |
| 5.3.1 电机式主动横向稳定杆总体控制策略 |
| 5.3.2 外环控制器设计 |
| 5.3.3 内环控制器设计 |
| 5.4 基于CarSim的系统控制仿真 |
| 5.4.1 基于Car Sim仿真方案 |
| 5.4.2 车辆动力学性能仿真 |
| 5.4.3 磁阻电机性能仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 磁阻电机式主动稳定杆控制系统设计及实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 控制系统硬件电路设计 |
| 6.2.1 控制系统架构和最小核心系统 |
| 6.2.2 功率变换电路及驱动电路 |
| 6.2.3 相电流及转子位置信号检测电路 |
| 6.3 控制系统软件设计 |
| 6.3.1 主程序设计 |
| 6.3.2 信号采样程序设计 |
| 6.3.3 转子位置状态及中断程序 |
| 6.4 磁阻电机式主动稳定杆控制实验 |
| 6.4.1 控制系统实验平台设计 |
| 6.4.2 路面激励下车辆侧倾实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（8）分布式驱动电动汽车纵横向运动协调控制关键技术研究与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.1.1 传统汽车对环境的影响 |
| 1.1.2 分布式驱动电动汽车发展前景 |
| 1.2 汽车操纵稳定性控制研究现状 |
| 1.3 分布式驱动电动汽车协调控制研究现状 |
| 1.3.1 主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制现状 |
| 1.3.2 转矩矢量与电子稳定协调控制现状 |
| 1.3.3 考虑功能安全的协调控制现状 |
| 1.4 课题来源和研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 分布式驱动电动汽车动力学建模与验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 汽车模型建立 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 模型架构 |
| 2.3 整车动力学模型 |
| 2.3.1 车身动力学模型 |
| 2.3.2 车轮转动动力学模型 |
| 2.3.3 车轮转速模型 |
| 2.3.4 轮胎模型 |
| 2.4 轮毂电机模型 |
| 2.5 神经网络驾驶员模型 |
| 2.5.1 侧向驾驶员模型 |
| 2.5.2 纵向驾驶员模型 |
| 2.6 主动前轮转向模型 |
| 2.7 汽车模型验证 |
| 2.7.1 主动前轮转向模型验证 |
| 2.7.2 整车动力学模型验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 基于相平面法的主动前轮转向与直接横摆力矩协调控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 协调控制策略设计 |
| 3.2.1 汽车参考模型 |
| 3.2.2 动态稳定性边界设计方法 |
| 3.2.3 相平面动态稳定性边界设计 |
| 3.2.4 协调控制策略 |
| 3.3 扩展域内的控制器设计 |
| 3.4 非域内的控制器设计 |
| 3.4.1 系统可逆性分析 |
| 3.4.2 逆系统解耦控制器设计 |
| 3.5 底层转矩分配 |
| 3.6 驱动转矩自抗扰控制器设计 |
| 3.6.1 电机响应特性分析 |
| 3.6.2 电机转矩自抗扰控制器 |
| 3.7 仿真计算及结果分析 |
| 3.7.1 轮毂电机特性验证 |
| 3.7.2 非线性三步法控制器仿真分析 |
| 3.7.3 解耦控制器仿真分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于改进状态观测器的TVC与 ESC协调控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参考模型搭建 |
| 4.2.1 模型搭建平台 |
| 4.2.2 非线性参考模型 |
| 4.3 整车状态观测器 |
| 4.3.1 非线性观测模型 |
| 4.3.2 无迹卡尔曼滤波观测器 |
| 4.4 转矩矢量与电子稳定协调控制器设计 |
| 4.4.1 上层控制器 |
| 4.4.2 中层控制器 |
| 4.4.3 下层控制器 |
| 4.5 仿真计算及结果分析 |
| 4.6 协调控制策略对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 考虑驱动电机故障的功能安全协调控制系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电机故障动力学分析 |
| 5.2.1 驱动电机故障整车建模 |
| 5.2.2 前轮故障分析 |
| 5.3 线控转向控制器设计 |
| 5.4 功能安全协调控制系统设计 |
| 5.4.1 自适应故障诊断观测器 |
| 5.4.2 速度补偿控制 |
| 5.4.3 横向稳定性控制 |
| 5.5 仿真计算及结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 硬件在环试验与实车试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 硬件在环平台搭建和试验 |
| 6.2.1 轮毂电机硬件在环平台搭建 |
| 6.2.2 主动前轮转向与直接横摆力矩协调HIL试验 |
| 6.3 实车平台搭建和试验 |
| 6.3.1 实车平台搭建 |
| 6.3.2 实车平台控制结构 |
| 6.3.3 前轮转向与直接横摆力矩协调控制实车试验 |
| 6.3.4 TVC与 ESC协调控制实车试验 |
| 6.3.5 功能安全协调控制实车试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结和研究展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（9）四足机器人步态及运动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究目的 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 四足机器人国外研究现状 |
| 1.3 四足机器人国内研究现状 |
| 1.4 四足机器人步态研究现状 |
| 1.4.1 基于模型的步态规划方法 |
| 1.4.2 步态转换研究 |
| 1.4.3 基于中枢模式发生器的步态控制 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 四足机器人设计及运动学分析 |
| 2.1 生物犬的仿生学研究 |
| 2.1.1 骨骼特征分析 |
| 2.1.2 单腿模型演变 |
| 2.1.3 四足机器人腿型配置 |
| 2.2 四足机器人设计方案 |
| 2.2.1 德国牧羊犬属性参数 |
| 2.2.2 整机设计原则 |
| 2.2.3 设计目标 |
| 2.2.4 四足机器人三维设计 |
| 2.3 运动学分析 |
| 2.3.1 机器人运动的描述 |
| 2.3.2 简化模型正运动学 |
| 2.3.3 简化模型逆运动学 |
| 2.3.4 运动学模型等效 |
| 2.4 腿部工作空间确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 四足机器人轨迹规划与稳定性研究 |
| 3.1 步态参数的定义 |
| 3.2 生物经典步态 |
| 3.3 足端轨迹规划 |
| 3.3.1 复合摆线轨迹规划 |
| 3.3.2 三次多项式轨迹规划 |
| 3.4 基于五次多项式的足端零冲击轨迹规划 |
| 3.4.1 仿生轨迹引入 |
| 3.4.2 五次多项式足端轨迹规划 |
| 3.5 三种足端轨迹对比 |
| 3.6 单腿模块的搭建 |
| 3.7 整机步态实现 |
| 3.7.1 多体动力学系统的搭建 |
| 3.7.2 机械-控制系统实现 |
| 3.7.3 Trot步态下三种足端轨迹行走效果 |
| 3.8 足端轨迹反馈控制 |
| 3.9 步态转换稳定性分析 |
| 3.9.1 过渡段变周期控制 |
| 3.9.2 主要思想 |
| 3.9.3 步态转换前后定速度控制 |
| 3.9.4 步态转换前后变步长控制 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 中枢模式发生器与足端轨迹非线性映射 |
| 4.1 四足哺乳动物的神经控制模式 |
| 4.1.1 生物神经控制系统 |
| 4.1.2 执行机构:骨骼-肌肉系统 |
| 4.1.3 CPG模型的提出和演变 |
| 4.2 振荡器模型的选择 |
| 4.2.1 构建Hopf振荡器单元 |
| 4.2.2 参数对Hopf振荡器模型输出的影响 |
| 4.3 四足机器人CPG建模 |
| 4.3.1 传统CPG网络模型 |
| 4.3.2 髋、膝关节运动规律 |
| 4.3.3 经典步态实现 |
| 4.4 CPG控制网络改进 |
| 4.5 四足机器人步态实现 |
| 4.5.1 walk步态仿真 |
| 4.5.2 trot步态仿真 |
| 4.5.3 步态调整 |
| 4.6 轨迹规划步态方法和CPG步态控制方法对比 |
| 4.7 CPG模型与轨迹规划模型非线性映射 |
| 4.7.1 映射原理 |
| 4.7.2 输入输出映射模块搭建 |
| 4.7.3 仿真实验 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 四足机器人运动控制实验 |
| 5.1 样机的设计和搭建 |
| 5.1.1 控制系统选择 |
| 5.1.2 驱动类型的选择 |
| 5.2 单腿运动控制实验 |
| 5.2.1 电机调试过程 |
| 5.2.2 单腿足端轨迹规划实验 |
| 5.2.3 轨迹跟踪实验 |
| 5.3 整机步态控制实验 |
| 5.3.1 walk步态行走 |
| 5.3.2 trot步态行走 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A:攻读博士期间发表与录用论文情况 |
| 附录B:攻读博士期间申请及公布的国家专利情况 |
| 附录C:攻读博士期间所获得的奖励情况 |
| 附录D:攻读博士期间参与的项目情况 |
| 附录E:电机控制程序 |
（10）四轮独立驱动电动汽车操纵稳定性关键状态参数估计及协调控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 四轮独立驱动电动汽车发展现状 |
| 1.2.1 独立驱动电动汽车结构形式 |
| 1.2.2 国内外发展现状 |
| 1.3 状态参数估计技术研究现状 |
| 1.3.1 基于运动学模型的估计方法 |
| 1.3.2 基于动力学模型的估计方法 |
| 1.4 操纵稳定性控制技术研究现状 |
| 1.4.1 直接横摆力矩控制研究现状 |
| 1.4.2 转矩分配控制研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 四轮独立驱动电动汽车动力学模型构建与验证 |
| 2.1 车辆动力学模型 |
| 2.1.1 车身模型 |
| 2.1.2 车轮模型 |
| 2.1.3 轮胎模型 |
| 2.1.4 液压制动系统模型 |
| 2.1.5 电机及传动系统模型 |
| 2.2 驾驶人模型 |
| 2.2.1 车速跟随模型 |
| 2.2.2 轨迹跟踪模型 |
| 2.3 车辆动力学模型验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 车辆操纵稳定性关键状态参数估计 |
| 3.1 基于传统无迹卡尔曼滤波的车辆状态参数估计 |
| 3.1.1 无迹卡尔曼滤波算法理论 |
| 3.1.2 无迹卡尔曼滤波估计器设计 |
| 3.2 基于蚁狮优化的无迹卡尔曼滤波改进方法研究 |
| 3.2.1 蚁狮优化算法理论 |
| 3.2.2 基于测试函数的蚁狮优化算法性能分析 |
| 3.2.3 蚁狮-无迹卡尔曼滤波估计器设计 |
| 3.3 状态参数估计仿真验证 |
| 3.3.1 双移线工况仿真试验 |
| 3.3.2 方向盘转角正弦输入工况仿真试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 稳定性判定及直接横摆力矩决策控制策略研究 |
| 4.1 车辆操纵稳定性机理分析 |
| 4.1.1 参考车辆模型 |
| 4.1.2 横摆角速度期望值分析 |
| 4.1.3 质心侧偏角期望值分析 |
| 4.2 基于相平面分析的车辆稳定性判定控制器 |
| 4.2.1 质心侧偏角-质心侧偏角速度相平面分析 |
| 4.2.2 相平面稳定区域划分 |
| 4.3 基于ANFTSMC的直接横摆力矩决策控制器 |
| 4.3.1 控制策略提出 |
| 4.3.2 滑模变结构控制理论 |
| 4.3.3 ANFTSMC质心侧偏角跟踪控制器 |
| 4.3.4 ANFTSMC横摆角速度跟踪控制器 |
| 4.3.5 控制器稳定性分析及有限时间收敛证明 |
| 4.3.6 直接横摆力矩决策控制策略权重自适应 |
| 4.4 控制策略仿真验证 |
| 4.4.1 双移线工况仿真试验 |
| 4.4.2 正弦迟滞工况仿真试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于多目标优化的转矩分配及执行器失效分配重构控制 |
| 5.1 转矩优化分配控制策略提出 |
| 5.2 多目标优化理论 |
| 5.2.1 多目标优化问题数学模型 |
| 5.2.2 多目标优化问题求解方法 |
| 5.3 基于NSGA-II的多目标转矩优化分配控制策略 |
| 5.3.1 转矩优化分配控制目标 |
| 5.3.2 转矩优化分配控制约束条件 |
| 5.3.3 NSGA-II多目标转矩优化分配问题求解 |
| 5.4 永磁同步电机失效故障分析 |
| 5.4.1 永磁同步电机故障树分析 |
| 5.4.2 永磁同步电机均匀退磁故障建模及仿真 |
| 5.4.3 永磁同步电机均匀退磁故障输出特性分析 |
| 5.5 永磁同步电机失效故障转矩分配重构控制策略 |
| 5.5.1 四轮独立驱动电动汽车电机失效模式分析 |
| 5.5.2 基于二次规划的转矩分配重构控制 |
| 5.6 转矩分配控制策略仿真验证 |
| 5.6.1 双移线工况仿真试验 |
| 5.6.2 方向盘转角正弦输入工况仿真试验 |
| 5.6.3 单电机失效故障仿真试验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 四轮独立驱动电动试验车平台研制及控制策略验证 |
| 6.1 四轮独立驱动电动试验车开发 |
| 6.1.1 四轮独立驱动电动试验车整体架构 |
| 6.1.2 车辆状态信息采集设备 |
| 6.2 基于A&D5435的四轮独立驱动电动汽车试验平台开发 |
| 6.2.1 试验平台整体架构 |
| 6.2.2 A&D5435硬件模块选择 |
| 6.2.3 A&D5435软件设置 |
| 6.3 实车道路试验验证 |
| 6.3.1 单移线工况道路试验 |
| 6.3.2 双移线工况道路试验 |
| 6.3.3 蛇形工况道路试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 论文创新点 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、巧妙使用Simulink绘制非线性系统的相轨迹（论文参考文献）
- [1]几类超混沌系统的动力学研究与电路实现[D]. 宋爽. 湖南工业大学, 2021(02)
- [2]SEPIC变换器非线性动力学行为及其优化控制研究[D]. 王奇. 广西大学, 2021
- [3]应急救援车辆油气悬架与主动前轮转向系统控制策略研究[D]. 周晨. 吉林大学, 2021(01)
- [4]基于强化学习的汽车漂移控制研究[D]. 纪奕沛. 吉林大学, 2021(01)
- [5]桥式吊车轨迹规划与滑模控制方法[D]. 聂仕鹏. 浙江大学, 2021(02)
- [6]中压配电网中电磁式互感器引起的铁磁谐振研究[D]. 宋伟. 西安石油大学, 2021(09)
- [7]磁阻电机式车辆横向稳定杆耦合特性及其控制研究[D]. 王立标. 东华大学, 2021
- [8]分布式驱动电动汽车纵横向运动协调控制关键技术研究与实现[D]. 梁修天. 合肥工业大学, 2021
- [9]四足机器人步态及运动控制研究[D]. 陈久朋. 昆明理工大学, 2021(02)
- [10]四轮独立驱动电动汽车操纵稳定性关键状态参数估计及协调控制策略研究[D]. 张一西. 长安大学, 2021(02)