人—车闭环操纵性评价与优化的研究进展

汽车的操纵稳定性与驾驶员的特性密切相关,研究汽车的操纵稳定性应该把车辆放在人-车闭环系统中进行分析。以作者及其带领的课题组的研究成果为基础,系统介绍了国内外在人-车闭环领域的研究进展,包括驾驶模拟器、驾驶员模型、人-车闭环操纵性的评价体系以及利用人-车闭环评价体系对车辆参数进行优化设计。     

应用驾训模拟器进行驾驶员处理突发事件的试验研究

在驾驶训练用模拟器所设定的环境中进行试验,从人体生理学方面测试分析了在经历突发性事件后驾驶员面部皮肤温度、心率及血压的变化,提出了人的面部皮肤温度分布差异及范围,对驾驶时驾驶员的生理状态进行客观的评价。     

汽车两级自动紧急制动系统控制研究

针对自动紧急制动系统兼顾制动效能和制动舒适性的要求,设计了两级自动紧急制动系统控制策略。选取具有丰富驾驶经验的驾驶员在驾驶模拟器硬件在环试验台上进行试验,利用驾驶员实际制动数据确认驾驶员最舒适制动减速度,以此在单级自动紧急制动强度的基础上,建立了考虑前车运动状态的两级自动紧急制动安全距离模型和两级自动紧急制动系统控制策略,并通过驾驶模拟器硬件在环试验对所设计的控制策略进行验证。结果表明:两级自动紧急制动系统能够有效防止紧急制动车辆发生碰撞危险,具有良好的驾驶辅助功能。     

低速城市路况下驾驶员制动特性辨识研究

针对现代车辆的智能化、人性化发展的要求,研究"人-车-路"闭环系统中驾驶员在车辆控制中的主导地位.本文通过驾驶模拟器dSPACE实时仿真平台设计实验,通过模拟驾驶员在城市路况的跟车行为,采集驾驶员制动时的相关参数,运用高斯混合模型聚类算法将特征数据分类,并运用BP神经网络工具箱建立了该城市路况下驾驶员制动特性辨识模型,实现了驾驶员制动特性的在线辨识.实验结果表明:该辨识方法在实验设计的城市路况,具有良好的驾驶员制动特性辨识能力.     

低速城市路况下驾驶员制动特性辨识研究

针对现代车辆的智能化、人性化发展的要求,研究"人-车-路"闭环系统中驾驶员在车辆控制中的主导地位.本文通过驾驶模拟器dSPACE实时仿真平台设计实验,通过模拟驾驶员在城市路况的跟车行为,采集驾驶员制动时的相关参数,运用高斯混合模型聚类算法将特征数据分类,并运用BP神经网络工具箱建立了该城市路况下驾驶员制动特性辨识模型,实现了驾驶员制动特性的在线辨识.实验结果表明:该辨识方法在实验设计的城市路况,具有良好的驾驶员制动特性辨识能力.     

驾驶员影响汽车侧翻稳定性机理分析与控制

针对驾驶员引起的汽车侧翻问题,分析驾驶员因素影响汽车侧翻稳定性的机理,提出融合驾驶员的人-车闭环系统差动制动防侧翻控制策略。考虑驾驶员感知、决策及执行参数的影响,建立驾驶员侧倾反应动力学模型;以某SUV为对象,分析驾驶员侧倾反应模型主要参数影响汽车侧翻稳定性的规律,包括驾驶经验参数、神经系统延迟时间及肌肉系统延迟时间;融合驾驶员及电控液压制动系统动力学特征设计PID差动制动防侧翻控制策略;选取典型汽车侧翻工况进行实例验证,结果表明驾驶员经验参数和神经系统延迟时间对汽车侧翻稳定性影响显著;提出的融合驾驶员的人-车闭环系统差动制动防侧翻控制策略既可弥补驾驶经验不足又可克服驾驶员生理及心理限制的限制,有效提高汽车防侧翻能力。     

基于驾驶员信心度的SOTIF评价模型建立与试验

基于自动驾驶车辆安全标准ISO/PAS21448《Road vehicles-Safety of the Intended Functionality》(SOTIF),为探究导致SOTIF中人员操作误用的原因,以驾驶员对自动驾驶系统的信任感受为出发点,提出驾驶员对自动驾驶车辆正确操作指令进行错误干预的原因是驾驶员对控制指令没有信心,并引出了用以表现驾驶员与自动驾驶系统之间人机信任感受的评价指标—信心度。为验证信心度指标的实用性,设计了城市道路中常见的转弯和避障工况,并设计了相应的主观问卷,利用层次分析法确定了问卷中不同问题间的权重。利用机器学习中四种分类的方法,建立联系车辆动力学客观参数与驾驶员主观信心感受的主客观评价模型,并选出最优分类器。结果表明,基于马氏距离的分类器准确率最高,可以为自动驾驶车辆控制系统的开发与设计提供支持。     

基于汽车操纵逆问题的蛇行试验分析研究

在驾驶员-汽车二自由度闭环系统模型基础上,进行汽车蛇行试验仿真,通过驾驶员熟练程度参数的差异,模拟不同驾驶员驾驶同一辆车的情况,从而利用径向基网络,建立闭环系统汽车横摆角速度、侧向加速度与方向盘转角之间的映射关系。通过所建立的径向基网络,由横摆角速度、侧向加速度响应来识别汽车的方向盘转角,结果表明了该方法的可行性,并且具有运算速度快,识别精度高以及抗干扰能力比较强的优点。     

基于变增益的操纵杆线控转向变传动比设计方法

采用操纵杆代替传统线控转向(Steer-by-wire,SBW)系统中的转向盘,研究这种新型SBW系统的转向变传动比设计方法。建立整车2自由度动力学参考模型,针对采用操纵杆控制汽车转向运动的结构和性能特点,通过分析基于定横摆角速度增益所设计的转向变传动比应用在操纵杆SBW系统中存在的不足,分别设计车速因子和转角因子,提出保证汽车转向增益呈线性变化的转向变传动比变增益设计方法,并通过Matlab/Simulink对整车动力学模型和转向变传动比进行仿真计算。通过固定型驾驶模拟器对提出的操纵杆SBW系统变传动比方法进行试验和验证。驾驶模拟器硬件在环试验结果表明,在提出的操纵杆SBW系统转向变传动比作用下,驾驶员可以准确地实现转向意图,保证整车具有良好的运动轨迹跟踪能力,同时也保证汽车较好的操纵稳定性和舒适性。     

驾驶员驾驶习惯识别与车辆自动变速换档修正

根据不同驾驶员的不同驾驶习惯对自动变速器换档策略进行适应优化。在对驾驶员驾驶操纵行为分析的基础上,提出基于相空间重构与驾驶习惯评价指数的驾驶习惯识别方法实现驾驶习惯识别。首先利用相空间重构方法对驾驶操纵信号时间序列进行相空间重构,建立基于关联维数和Kolmogorov熵的驾驶习惯评价指数进行驾驶习惯识别与换档修正控制,根据不同的驾驶习惯选择不同的换档修正系数,以满足驾驶员的不同换档需求。仿真与实车试验表明,基于相空间重构方法和驾驶习惯评价指数的识别方法可准确识别驾驶员的驾驶习惯,基于驾驶习惯识别的换档修正控制策略可有效完成对车辆自动变速换档规律的修正,充分满足不同驾驶员对车辆换档性能的不同需求,提高车辆自动变速的智能化程度。     

洗出位置对列车驾驶模拟器逼真度的影响研究

以国内第一台自主研制的列车驾驶模拟器为对象,研究了洗出位置对于列车驾驶模拟器逼真度的影响.运用Matlab,通过对不同的洗出位置经过经典洗出算法和体感评价模型后产生的平台位移和运动感觉进行仿真分析比较,得出了上平台质心点为最优洗出位置的结论,对其它类型模拟器洗出位置的选择也具有借鉴作用.     

具有随机道路输入的驾驶员-汽车闭环系统的操纵安全性评价

进行了具有平稳随机道路输入的驾驶员－汽车闭环系统的响应分析与操作安全性评价,该算法不仅为精确算法,而且可以缩短评价周期,并且减少实车试验带来的巨大经济负担。在此基础上,研究了学变随机道路输入的驾驶员－汽车闭环系统的响应分析与操纵安全性评价,该项研究涉及汽车速度随时间慢变的情况,因此能够更好地评价汽车真实的行驶过程。     

六自由度汽车驾驶模拟器视景仿真系统研究

搭建了汽车驾驶模拟器运动平台,对其系统组成进行了详细介绍,采用先进的视景仿真软件——OpenGVSSDK和MultiGen Creator,并结合面向对象技术设计与开发了汽车驾驶模拟器大规模真实感视景系统,动画频率能达到60帧／s。;采用六自由度运动平台为驾驶学员提供了在坡路、颠簸路面等以及车辆加减速、转向、侧滑时的运动临场感。测试结果表明,所建立的汽车驾驶模拟器系统能够满足汽车驾驶培训的要求,且具有良好的真实沉浸感。     

开发型汽车行驶模拟器视景模拟系统的开发

结合我国首台开发型汽车行驶模拟器的开发，研制了视景模拟系统，开发了实时的视景模拟控制软件和场景库。介绍了研制视景模拟系统的支撑硬件和软件，总结了控制软件和各种场景的开发原理。实际使用表明，视景模拟系统具有可靠性和实用性。     

基于模糊综合评判法的滚动轴承性能评价

为了全面评价滚动轴承的各项性能指标,建立了滚动轴承综合性能的评价指标体系,采用专家估值法确定了轴承各项性能指标的权重系数.以某种轴承为对象,给出了运用二级模糊综合评判法对其各项性能指标进行评价的结果,模糊综合评判法可为用户合理地选择轴承型号提供参考.     

汽车转向的力输入控制与角输入控制及其对驾驶员—汽车闭环系统的影响

讨论两种与不同驾驶员转向控制策略相应的人－车才环系统的运动特征。在描述驾驶员操纵汽车时可以认为驾驶员有两种操纵方式，即通过给转向盘施加转向力矩或通过使转盘转地定定角度来实施其转向策略，分别称这两控制方式为力输入控制与角输出控制。仿真计算表明，当不足转向度小的汽车高速行驶时，驾驶员采用力输入控制策略具有更小的跟随误差，在力输入控制下，驾驶员校正参数的变化范围也比采用角输入控制策略的小得多，这说明力输     

基于逆问题求解的汽车操纵性能分析

采用人-车-路闭环系统操纵性能的客观评价方法，通过优化评价指标得到了双移线道路输入时驾驶员最优的预瞄时间和跟随阶数。针对原始的和经过优化的两个闭环系统，利用径向基函数神经网络建立了汽车侧向位移和其他响应之间的映射关系。将待跟踪路径输入两个训练好的神经网络，反解出汽车其他的响应，可以方便地比较两个闭环系统跟踪同一条路径时的操纵性能。仿真结果表明：这种方法能够避免由于闭环系统参数变化而跟踪不同行驶路径进而对汽车操纵性能的比较产生的不利影响；基于径向基网络的逆问题求解方法是可行的，并且具有求解精度高、运算速度快及抗干扰能力强等优点。     

Modelling and dynamics of a servo-valve controlled hydraulic motor by bondgraph

A comprehensive model of a closed-loop servo-valve controlled hydro-motor drive system has been made using Bondgraph simulation technique (Thoma, 1990) [17]. The validation of the servo-valve model is obtained first by the established results of Gordic et al., 2004 [10]. The dynamic performance of the complete system has been studied with respect to the variation of the parameters of the PI controller that drives the servo-valve.     

某型履带式工程车模拟器软件系统的设计

介绍了某型履带式工程车训练模拟器软件系统的设计,重点阐述了数据测控、动力学仿真、视景仿真等3个模块的设计与实现方法,并对各部分在设计时要注意的难点问题进行了重点讨论.本软件已成功地在该模拟器上使用,取得了较好的效果.