探析智能公路磁导航车辆运动数字控制关键技术研究

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1、东南大学博士学位论文智能公路磁导航车辆运动数字控制关键技术研究姓名：王春燕申请学位级别：博士专业：交通信息工程及控制指导教师：王笑京20050810智能公路磁导航车辆运动数字控制关键技术研究摘要本论文依托“十五”国家科技攻关计划课题的一个专题“智能公路技术跟踪”而完成，对智能公路磁导航车辆运动数字控制关键技术进行全面探讨，其主要研究内容及创新点如下：1)首次建立包含电子元件特性的车辆运动控制系统时间连续数学模型，并在“相对匀速”假设下把横纵向运动统一考虑。2)根据工程实际经验选取本控制系统的采样周期，推导包含数字控制系统典型环节的数字控制系统离散数学模型，

2、且通过对离散数学模型和时间连续数学模型的时域及频域特性仿真分析，验证采样周期选取的合理性以及离散数学模型与时间连续数学模型时域及频域特性的一致性。3)首次直接采用数字控制理论对车辆运动控制系统进行状态可控性、可观性及系统稳定性分析，对系统稳定性进行补偿设计和二次型最优控制器设计，并进行计算机仿真验证。4)首次对诱导磁场空问分布特性数学描述进行系统地研究，并根据研究成果设计横向运动控制方案。5)设计并研制磁导航车辆运动数字控制的软件系统及部分硬件系统。最后把软硬件控制系统安装到实验车上进行实验研究，以实验结果论证本文理沦分析和软硬件控制系统的正确性和有效性。

3、本论文的研究成果获得两项国家专利，部分研究成果已经推广应用到新疆边防扫雪车系统。关键词：智能交通系统、智能公路系统、诱导磁场空间分布、车辆运动控制系统数学模型STUDYONKEYDIGITALCONTROLTECHNoLoGIESFoRVEHICLEMoTIoNBASEDoNMAGNETICGUIDANCEINIHSABSTRACTThisdissertationisfinishedbasedoⅡaspecialitemofoneofthenationaltenth—f．vescientincresearchprojects．Astothekeydigit

4、alcoⅡtroltecbnologiesforVehiclemotionbasedonmagneticguidaⅡce，thisdissertationhasdonesomeresearchworkasfollowiⅡg．First．aⅡewtime—continuousmathematicmodelfbrvehiclemotioⅡcontrolsystemisputfonvard．IttakesthecharacteristicsofeIectr0ⅡicaⅡdmechaⅡicalelementsinthecoⅡtrolsystemintocoⅡside

5、ration．Second，thesamplin2periodissetbysamp¨ngtheoryandengiⅡeeriⅡgexperience，andthediscretemathematicmodelofthecoⅡtrolsvstemisdeduced．Third，thedi2italcoⅡtroltheorvisusedtoaⅡalyzetheconn‘oUability’obse九rabiIityaⅡdstabili钾ofthecoⅡtroIsvstem．AⅡdthentheOptimumcontrollerisdesi2Ⅱed．Fourt

6、h，thema2ⅡeticficlddistributioⅡissystemica¨ystudied．Fifth，thesof柳areandapartofhardwaresystemfbrvehiclemotioⅡcoⅡtrolisdesignedandmade．Atlast'equipa¨thesofhvareaⅡdhardwaresystemsoⅡtheexperimeⅡtvehicletodotheproviⅡgtest．ExperimeⅡtresultsshowthatallthetheoreticalanalvsisinthisdissertat

7、ionisemcieⅡtaⅡdcorrect，andaHthemadeequipmentsandsof柳arearevalid．AmongtheachieVement，therearetwonationalpatents，andthemagneticsensorand，arker8haVebeendeployedinthesnow。cleaningcontrolsystemiⅡxinjiangpr0VlⅡce·Keywords：IⅡtelligent7naⅡsportatioⅡSystem(ITs)，IⅡtelligeⅡtHighwaysystemqHS)

8、，MagⅡeticFieldDistributioⅡ，Mathem