爆胎车辆应急自动制动系统稳定控制的策略研究

在完成轨迹控制评价指标构建的基础上,对不同控制器控制爆胎车辆轨迹的效果进行了研究和分析,静态PID控制器通常基于某一车速建立导致对在其他行驶车速下的爆胎车辆行驶控制效果降低。为有效提升爆胎车辆的轨迹控制效果提出增益可变PID控制器。该控制器根据不同的爆胎车速标定事先获得相关参数,将该控制方案应用于轨迹控制仿真实验中,实现了对爆胎车辆行驶轨迹的有效控制过程,恢复到原路径时只出现了较小的偏移。     

车辆直行爆胎过程的模糊PI控制

车辆的爆胎过程是一个非常复杂的非线性过程,轮胎的力学特性会发生非常快的变化,理论和实验研究都非常困难。根据对爆胎车辆运动特性的分析,建立了二自由度车辆理想运动模型,利用刷子模型模拟爆胎过程中轮胎力学特性的变化,并在Simulink中搭建了七自由度整车模型,仿真车辆在高速直行情况下前轮或后轮发生爆胎后的运动状态。以车辆的横摆角速度作为控制变量,并考虑质心侧偏角的影响,设计了模糊PI控制器,利用差别制动的方式对爆胎车辆进行控制仿真,仿真结果表明,模糊PI控制器能够很好地控制车辆爆胎过程的稳定性,并且能够缩短制动距离。     

基于Dugoff轮胎模型的爆胎车辆运动学仿真

研究爆胎车辆运动模型问题,车辆行驶过程中发生爆胎易引起交通事故。根据实车试验得到爆胎后车辆的运动特性比较困难,通过对轮胎力学特性的研究,考虑到爆胎后轮胎刚度和有效滚动半径等参数的变化,在Dugoff轮胎模型的基础上,建立一种能够描述轮胎爆胎力学特性模型,并在Simulink中搭建了七自由度整车仿真模型。假设在驾驶员不干预的情况下,仿真了车辆在高速直行和转向时发生爆胎后的运动状况,并对爆胎导致车辆偏航的原因进行了分析。结果表明,搭建的模型可以真实反映爆胎后车辆运动特性的变化,并为稳定性研究提供了依据。     

汽车爆胎压电传感器的设计

爆胎是高速行驶汽车的重要危害。根据爆胎传感器的设计原则,进行了压电传感器的结构设计和制作。根据爆胎和正常泄气压电传感的信号,进行了爆胎特征判别电路的设计,爆胎压电传感器的现场实验表明:该传感器达到了爆胎特征识别的效果,为爆胎后车辆的控制系统及时提供了可靠信号。     

后轴双电机扭矩矢量控制研究

车辆的横摆响应受到转向系统、悬架系统、制动系统及驱动系统影响,传统车辆主要以转向输入进行主动控制,随着线控底盘的发展,ESC、后轮转向、扭矩矢量等技术逐步参与到车辆横摆的主动控制中;相对于ESC以制动力差产生横摆力矩,扭矩矢量可在不降低总驱动力的前提下产生横摆力矩,不会引起车辆的制动效应;通过后轴双电机扭矩矢量控制（TVC）产生主动横摆力矩,旨在改善车辆横摆响应,TVC采用前馈与反馈结合控制,基于二自由度车辆模型、目标稳态增益K及横摆角速度-速度修正因子K1建立目标横摆角速度;利用车辆模型逆函数计算横摆力矩前馈值,PID计算横摆力矩反馈值,总横摆力矩转换得到左右车轮纵向力调整量;纵向力调整量与驱动力分量叠加获得左右轮总纵向力;左右轮驱动力过大时可能会受到滑移率、电机扭矩等限制,为保证横摆力矩偏差在要求范围内,需要根据限制情况对左右轮纵向力进行调整;通过仿真验证,TVC可明显改变车辆横摆响应     

汽车防抱制动系统的Simulink仿真研究

防抱制动系统(ABS)是现代车辆上重要的主动安全装置,对于汽车行驶安全有着重要作用。为研究ABS作用过程与性能,文章运用以滑移率为控制目标的汽车防抱制动系统理论进行仿真实验。在Matlab/Simulink仿真工具箱中建立仿真模型,分别用PID控制和模糊控制实现汽车防抱制动系统。模拟多种路面条件进行车辆防抱制动过程的仿真,与不带ABS制动过程结果进行对比,验证了ABS可以在多种路面条件下保证车辆制动时的良好制动性能和操纵性能。     

基于传感器的汽车主动安全设计

从汽车主动安全方面进行研究,通过对车辆道路行驶时关键要素的危险状态识别,实现完善汽车主动安全性能.本设计采取自动控制方法,通过研究汽车防碰撞检测和预防以及偏离车道报警,为汽车安全系统提供信息支持,实现车辆主动避免碰撞危险,减少或避免交通事故发生,大大提高汽车行驶主动安全性.所设计汽车主动安全防撞系统主要包括激光防撞测距、激光车道检测、报警警示系统等.     

电动车复合制动系统的研究与设计

电动车每次刹车都极大地损失了车辆的动能,复合制动就是将部分动能通过能量回馈装置储存到蓄电池中,从而节约电池能量,延长行驶里程.在对复合制动策略进行充分研究的基础上,将模糊控制技术引入到电动车复合控制系统中,并设计了基于模糊控制的再生复合制动力矩控制器.实践证明复合制动系统能有效的控制电动车制动力矩,制动时间较短,制动效...     

汽车主动安全系统护驾夜间行驶

一直以来，夜间行驶都会给车辆带来严重的安全隐患，如何利用车载系统确保夜间复杂条件下的车辆行驶安全，成为安防厂商积极探讨的话题，而随着汽车主动安全系统等相关技术的普及应用。未来，夜间的车辆行驶或许不再像今天这么令人谈虎色变。     

清华同方的新业务层战略

清华同方日前宣布挺进汽车安全产品市场．同时发布其基于摩托罗拉芯片技术研发的汽车轮胎压力监测系统(TPMS)产品。这一主动安全技术产品能使高速行驶的汽车防患于未然，减少恶性交通事故的发生，为经常奔波于高速公路的政府、特定行业及商务人士提供车辆安全预警保障．也能最大限度地减少经常超载行驶的重型货车的爆胎事故。     

汽车紧急制动控制模型及其安全性分析与研究

主要研究汽车紧急制动控制及其安全性,在对紧急制动工作过程进行分析的基础上,通过结合Carsim和Simulink软件完成了紧急制动控制。根据两车间的安全行驶距离,采用的模糊控制策略,其输入变量为两车间距及相对速度、输出变量为主缸制动压力。对该制动系统进行仿真实验结果表明,系统的模糊控制策略在制动过程中能有效实现,同时,显著提升了车辆的安全性和乘坐舒适性。     

智能车逆向超车控制算法

针对双向车道因受限于道路条件及交通特性仅能借用对向车道完成超车（逆向超车）的问题,通过采用车联网以及车载传感器获取环境车辆的速度、加速度等全局信息,将多车场景中各个实体所造成的影响纳入超车决策中,从而提出一种基于图搜索和模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）的逆向超车控制方法。首先,根据车车通信获取的全局信息,结合非合作博弈,对各车在整个时段内的行为进行预测,并根据预测情况对道路的各个区域进行安全评估,评估依据为该区域在下一时刻出现车辆的概率。对道路完成评估后,得到碰撞概率热区图,之后采用A*算法搜索安全路径,根据安全路径完成目标车辆的轨迹规划,并设计模型预测控制器来对主车进行实时控制,使车辆按照既定轨迹行驶。最后,借助Carsim与MATLAB/Simulink搭建联合仿真平台,对提出的算法进行验证。仿真实验结果表明,该模型的控制误差最大不超过0.15 m,平均误差率约为1.7%,能实现对车辆的精准控制,保证被控车辆安全完成逆向超车。     

车辆自适应巡航控制策略研究与仿真

为了保证车辆自适应巡航控制(ACC)系统的安全性、跟踪效果和稳定性,基于车辆安全距离模型建立了车辆自适应巡航控制模型,在Trucksim中搭建CACC跟驰控制系统;通过Simulink与Trucksim联合仿真,验证系统的可行性。仿真结果表明,在车辆编队的行驶过程中,前后车的车距始终在设定的安全距离范围内波动,具有良好的安全性;跟随车辆的相对速度和相对距离波动极小,具有良好的稳定性。     

V2X环境下基于MPC算法的弯道区域CACC车队轨迹跟踪控制策略

针对CACC(cooperative adaptive cruise control)车队在弯道行驶的安全性和稳定性问题,提出一种V2X(vehicle to everything)环境下基于MPC(model predictive control)算法的弯道区域CACC车队行驶轨迹跟踪策略.首先,分析CACC车队在弯道区域的行驶工况以及纵向平衡问题,并基于牛顿第二定律构建车辆在弯道行驶的车辆动力学模型;其次,CACC车队基于V2X技术实现车车之间状态信息的实时交互,并以基于车辆运动学的MPC算法为基础,引入可变间距的车队安全距离控制模型,提出一种适用于弯道区域的轨迹跟踪模型;最后,通过二次规划进行模型求解.实验分析结果表明:V2X环境下的CACC车队在弯道行驶过程中面对不同的行驶工况能够不同程度地保证车车之间的安全性、稳定性以及驾乘人员的舒适性,有效验证了所提V2X环境下基于MPC算法的弯道区域CACC车队轨迹跟踪策略的可行性.     

基于MCPDDPG的智能车辆路径规划方法及应用

针对智能车路径规划过程中常存在动态环境感知预估不足的问题,使用基于蒙特卡罗深度策略梯度学习(Monte Carlo prediction deep deterministic policy gradient, MCPDDPG)的智能车辆路径规划方法,设计一种基于环境感知预测、行为决策和控制序列生成的框架,实现实时的决策和规划,并输出连续的车辆控制序列.首先,利用序贯蒙特卡罗预估他车行为状态量;然后,设计基于强化Q学习的行为决策方法,使智能车辆实时预知碰撞风险,采取合理的规避策略;最后,构建深度策略梯度学习网络框架,获取智能车辆规划路径的最优轨迹序列.实验结果表明,所提方法能够缓解环境感知的预估不足问题,提升智能车辆行为决策的快速性,保障路径规划的主动安全,并输出连续的轨迹序列,为智能车辆导航控制提供前提.     

Simultaneous braking and steering control method based on nonlinear model predictive control for emergency driving support

Autonomous emergency braking (AEB) has drawn a lot of attention as an active safety system preventing rear-end collision avoidance when the relative speed between vehicles is slow. To increase the operation range of current AEB system, this paper suggests a collision avoidance strategy using steering and braking simultaneously with nonlinear model predictive control (NMPC) method. The NMPC predicts the vehicle’s future trajectory with its open-loop dynamics and calculates the error between the predicted and the desired paths. Then NMPC calculates the control inputs such as the wheel steering angle and vehicle acceleration by optimizing the cost function over future receding horizon with predetermined constraints. In this paper, constraints on the wheel steering angle is proposed in consideration of vehicle’s predicted lateral acceleration, which should be smaller than the threshold in order to maintain lateral vehicle’s stability. To verify the performance of the proposed strategy, two simulation scenarios were tested in MATLAB and CarSim simulation environments.

     

协同自适应巡航控制车队仿真

如何评估道路环境等外部条件变化对协同自适应巡航控制（Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC）车队行驶安全性的影响,对于保障道路交通安全尤为重要。为此,结合Matlab/Simulink和CarSim搭建车辆-环境仿真平台研究道路环境对车队行驶安全性的影响。利用美国NGSIM车辆轨迹数据对平台采用的校正的预瞄驾驶员模型、加速度控制模型、节气门控制模型和制动器控制模型的控制器进行验证;利用平台开展红灯状态、隧道行驶和匝道行驶三种道路环境对车队行驶状态影响的仿真实验。仿真结果表明：车队可以顺利通过路口红绿灯;在安全车速范围内车队进出隧道口时方向控制良好;匝道坡度主要影响车辆加速度和车间距,坡度分别为3%和5%时,车队均保持稳定车间距安全行驶。     

基于交互车辆轨迹预测的自动驾驶车辆轨迹规划

针对城市道路等复杂行车场景,提出了一种基于交互车辆轨迹预测的自动驾驶车辆轨迹规划方法,将高维度的轨迹规划解耦为低维度的路径规划和速度规划;首先,采用五次多项式曲线和碰撞剩余时间规划车辆行驶路径;其次,在社会生成对抗网络Social-GAN的基础上结合车辆空间影响和注意力机制对交互车辆进行轨迹预测;然后,结合主车规划路径、交互车辆预测轨迹及碰撞判定模型得到主车S-T图,采用动态规划和数值优化方法求解S-T图,从而得到满足车辆动力学约束的安全、舒适最优速度曲线;最后,搭建PreScan-CarSim-Matlab&Simulink-Python联合仿真模型进行实验验证。仿真结果表明,提出的轨迹规划方法能够在对交互车辆有效避撞的前提下,保证车辆行驶的舒适性和高效性。     

甲苯歧化装置紧急泄压工况的模拟研究

循环氢中断是甲苯歧化装置中十分严重的事故,通常设置有针对该工况的紧急泄压停车系统(ESD)。在保证装置在较短时间内完成泄压的同时,必须确保设备和催化剂的安全,因此确定一个适当的泄压速度尤为重要。紧急泄压是一种动态的过程,本文利用DYNSIM动态模拟软件,以180万吨/年甲苯歧化装置为研究对象,建立该装置氢气循环反应系统的动态模型,利用该模型研究了紧急泄压工况下泄压速度对装置操作参数的影响。通过调整动态模型中控制阀的开度,实现对不同泄压速度的模拟,考察了泄压速度与泄压时间和反应进出料换热器温降速率的关系,验证了反应器压差的变化趋势。模拟结果显示,泄压速度与泄压时间成反比关系、与反应进出料换热器的温降速率成正比关系,紧急泄压工况反应器压差会大幅度下降。在此基础上得出了较优的泄放流量,可用于泄压限流孔板的设计,保证反应系统的安全运行。