安徽科技学院：《金属加工工艺实习》课程教学资源（金工实习）车辆工程专业大纲_汽车检测维修_汽车电子与控制技术_~$车电子与控制技术》课程教学大纲

铰接式车辆的路径跟踪控制是矿山自动化领域中的关键技术，而数学模型和路径跟踪控制方法是铰接式车辆路径跟踪控制中的两项重要研究内容。在数学模型研究中，铰接式车辆的无侧滑经典运动学模型较为适合作为低速路径跟踪控制的参考模型，而有侧滑运动学模型作为参考模型时则可能导致侧滑加剧。此外基于牛顿–欧拉法建立的铰接式车辆四自由度动力学模型原则上满足路径跟踪控制的需求，但是还需要解决当前的四自由度模型无法同时反映瞬态转向特性和稳态转向特性的问题。在路径跟踪控制方法研究中，反馈线性化控制、最优控制、滑模控制等无前馈信息的控制方法无法有效解决铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时误差较大的问题，前馈–反馈控制可以用于解决上述问题，但是在参考路径具有不同幅度的曲率突变时需要解决自动调整预瞄距离的问题，而模型预测控制，尤其是非线性模型预测控制，可以更加有效地利用前馈信息，且不需要考虑预瞄距离的设置，从而可以有效提高铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时的精确性。此外，对于基于非线性模型预测控制的铰接式车辆路径跟踪控制，还需深化三个方面的研究。首先，该控制方法仍然存在误差最大值随参考速度增大而增加的趋势。其次，目前该控制方法以运动学模型作为预测模型，无法解决铰接式车辆以较高的参考速度运行时侧向速度导致的精确性下降和安全性恶化的问题。最后，还需对这种控制方法进行实时性方面的优化研究

安徽科技学院：《金属加工工艺实习》课程教学资源（金工实习）车辆工程专业大纲_汽车检测维修《汽车电子与控制技术》课程教学大纲

安徽科技学院：《金属加工工艺实习》课程教学资源（金工实习）车辆工程专业大纲_汽车检测维修《汽车电子与控制技术》实验教学大纲

◼ 概述 ◼ ABS的理论基础 ◼ ABS的构造与工作原理 ◼ ABS的控制技术

近年来路径跟踪控制的发展十分迅猛，研究者们发表了大量的研究成果。考虑到在相同或相近工况下的路径跟踪控制存在一些共性的技术问题与解决思路，从低速路径跟踪控制和高速路径跟踪控制两个角度对近年来的研究成果进行了回顾。在关于低速路径跟踪控制的研究工作中，研究者们较为重视前轮转角速度约束等系统约束对路径跟踪精确性的影响。目前减少系统约束影响的方法包括在规划参考路径时将系统约束纳入考虑，采用预瞄控制使控制器提前响应，以及采用线性模型预测控制（LMPC）或非线性模型预测控制（NMPC）等模型预测控制方法作为路径跟踪控制方法等。考虑到NMPC既能减少系统约束的影响，又无需人为设置预瞄距离，且对定位误差等扰动因素具有较强的鲁棒性，加之低速路径跟踪控制对实时性的需求较低，因此可以认为NMPC能够满足低速路径跟踪控制的绝大多数需求。高速路径跟踪控制在受系统约束影响之外，还面临着较高车速带来的行驶稳定性不足问题的挑战，因此常采用能够将动力学层面的复杂系统约束纳入考虑且计算成本较低的LMPC作为路径跟踪控制方法。不过仅采用动力学层面的LMPC控制方法无法完全解决高速路径跟踪控制中路径跟踪精确性和车辆行驶稳定性之间存在耦合的问题，目前常见的解决思路是在路径跟踪控制中加入额外的速度调节或权重分配模块。此外，在高速路径跟踪控制中，地面附着系数等环境参数的影响也较大，因此地面附着系数等环境参数的估算也成为了高速路径跟踪控制领域的重要研究方向

矿用车辆无人驾驶是实现矿山无人化开采的关键技术, 而路径跟踪控制是无人驾驶系统的核心技术之一.路径跟踪控制系统是多变量、多约束系统, 采用传统方法在多约束条件下存在执行器饱和等问题.针对上述问题, 本文引入模型预测控制方法, 通过考虑车辆的姿态与位置之间的关系, 以跟踪路径的横向偏差最小化和车辆的航向角偏差最小化为目标对预测控制的目标函数进行优化, 以获得车辆速度和铰接角度的最优控制量, 实现对多变量、多约束系统的求解.针对模型预测控制算法不能提前判断道路曲率突变而导致跟踪超调的问题, 提出基于预瞄距离的控制方法, 通过提前判断道路突变信息, 提高车辆路径跟踪精确性和稳定性.使用Matlab/Adams仿真软件进行对比仿真试验, 结果表明: 使用模型预测跟踪控制器能够解决多变量、多约束系统控制问题, 有效防止执行器饱和; 而使用基于预瞄距离的模型预测跟踪控制器能够使车辆的横向位置偏差保持在±0.04 m, 航向角偏差保持在±1.8°范围内, 相较于改进前的控制器, 其横向位置偏差减少了80.9%, 航向角偏差减少了59.1%, 证明改进后的控制器具有更好的横向稳定性和精确性

理论力学 工程流体力学 流体力学 流体力学、泵与风机 工程力学 材料力学 机械原理 机械零件及装配体测绘 工程制图 机械设计 机械设计基础 机械制图 机械制造基础 机械设计基础课程设计 工程材料及机械制造基础 机械设计课程设计 金工实习 汽车概论 计算机绘图 CAD 三维造型 计算机绘图 B CAD 制图 控制理论基础 海洋能源开发利用 机械工程测试技术基础 车辆传动系统 车辆设计及理论 模具设计 微机接口技术 现代设计方法 互换性与技术测量 组合机构设计(双语) 机械制造技术 汽车制造工艺学 新能源汽车概论 液压与气动技术 先进制造技术 数控技术 机器人原理与应用 机电工程专业英语 生产实习 专业课程设计 毕业设计 专业综合实践 车辆电子及控制 汽车发动机 机电仿真与设计 机电一体化技术 单片机原理及应用 计算机应用设计 工程情报检索 运筹学与系统工程 生产系统建模与仿真 工业工程基础 工业工程 工程项目管理 人因工程 设施规划与物流分析课程设计 设施规划与物流分析 产品设计 物流装备技术 机械制造工程 工程数据库应用 机械 CAD/CAM 计算机辅助设计与制造 信息管理系统综合设计实践 信息管理系统 食品仓储与配送 交通工程 运输经济学 物流企业经营与管理 生产管理学 物流系统规划与设计 质量控制理论 现代流通学 物流分析课程设计 物流系统建模与仿真 物流信息管理系统综合设计实践 建模与仿真实践 物流系统仿真实践 物流工程综合实习 物流工程专业英语 毕业设计（论文） 工程经济学 工程概算与项目管理 数字逻辑 数字逻辑课程设计 现代控制理论 机电传动控制 微机原理及接口技术实验 微机原理及接口技术 传感器与现代检测技术 运动控制系统 控制系统仿真 电路原理 电工技术基础 电路原理实验 电力电子技术 电气控制技术 电机与拖动基础 电路计算机辅助设计 电机拖动及控制 电力系统基础 电气控制及 PLC 技术 现场总线技术 水工艺仪表与控制 新能源转换与控制技术 嵌入式系统 电子工艺实训 专业实习 电工电子技术基础 专业英语 电子设计创新 电路与电子技术 电子技术基础 模拟电子技术 数字电子技术 电气工程导论 电子设计自动化 电气工程实训 电子技术 电子技术实验（双语） 信号分析与处理 自动控制原理 单片机原理及接口技术 单片机综合实验 计算机控制技术 DSP 原理与应用

理论力学 材料力学 弹性力学 工程材料 工程传热学 工程力学 工程热力学 工程制图 互换性与测量技术基础 机械工程图学 机械设计 机械原理 控制工程基础 理论力学 流体力学 热工学基础 运筹学 动力机械制造工艺学 复合材料力学 工程测试技术 工程统计学 管理信息系统 机械制造技术 机械制造装备 基础工业工程 内燃机学 能源与动力设备 汽车电子技术 汽车构造及发动机原理 汽车理论 汽车设计 汽车制造工艺 燃烧学 热工测试技术 人因工程 生产管理学 生产系统建模与仿真 实验力学 微机原理 系统工程 液压与气压传动 有限元法 振动理论 质量管理与可靠性 板壳理论 车身结构与设计 车身制造工艺学 成本控制 传感与测试技术 弹塑性力学与有限元法 弹性力学及有限元基础 电动车辆设计 电动车辆原理与构造 电动汽车动力电池技术 电驱动及控制技术 动力总成匹配技术 断裂力学 发动机电子控制 发动机实验学 发动机性能数值式开发技术 钢筋混凝土结构设计基础及 CAE 分析 高等固体力学 高效磨削工艺及装备 工程机械设计基础 工程机械液压与液力传动 工程经济学 工程优化设计 工程中的数值方法 工业网络原理及应用 换热器原理与设备 机电传动与控制 机电系统建模与仿真 机器人控制技术 机器人学 机械CAD技术 机械CAM技术 机械创新设计 机械工程导论 机械可靠性设计 机械系统运动学与动力学仿真分析 机械振动学 机械制造技术 计算方法 计算机控制技术 结构力学 金属塑性成形原理 精密与超精密加工 力学进展 两相流体动力学 流体输送力学 模具设计与制造工艺 摩擦学原理及应用 能源经济学 能源与动力专业导论 汽车NVH技术 汽车安全仿真理论与方法 汽车安全技术 前沿设计技术概论 热动力设备排放污染及控制 热工自动控制系统 人工智能 人体损伤生物力学 设施规划与物流分析 生产管理学 生物力学导论 生物力学与生物流变学 数据库原理及应用 数控技术 塑性力学 太阳能利用技术

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