基于Solid Works Motion的车辆自动跟随行驶仿真（英文）

随着汽车产业与互联网的发展,依靠计算机系统智能驾驶替代人工驾驶已成为汽车发展的新趋势; ACC自适应巡航技术虽然依旧需要人工驾驶,但可使用电控程序解决车辆在车流中保持合理的跟车间距。基于无人驾驶和自适应巡航的理论基础,提出一种介于两者之间的行驶模式,即在两辆车同向行驶时,前车人工驾驶,后车自动跟随行驶,并采用Solidworks进行车辆三维建模;并用Motion运动仿真插件模拟车辆前车在加速、减速、匀速直线及弯道转向运动状态,观察后车跟随情况,获得了相应的车辆跟随动力学仿真结果。     

汽车自适应巡航控制系统硬件在环仿真平台的设计与仿真试验

为了提高自适应巡航控制（ACC）系统的仿真精度,利用实车ACC系统的执行机构建立了硬件在环仿真（HILS）平台。HILS平台由仿真模型和硬件部分组成。仿真模型将运行在dSPACE仿真系统中,包括为了产生雷达模拟信号、ACC控制指令及计算车辆运行状态的雷达模拟器、ACC控制器和车辆模型。硬件部分主要包括电子节气门系统、主动制动系统及其附属的传感器及控制器等。通过串口通信接收来自ACC控制器的指令,HILS平台的硬件可以完成节气门开度和制动压力跟随控制。利用HILS平台进行了不同工况下的ACC仿真试验,仿真结果表明：HILS平台工作状况良好,并可以用于ACC控制器的开发。     

汽车自适应巡航控制系统硬件在环仿真平台的设计与仿真试验（英文）

为了提高自适应巡航控制(ACC)系统的仿真精度,利用实车ACC系统的执行机构建立了硬件在环仿真(HILS)平台。HILS平台由仿真模型和硬件部分组成。仿真模型将运行在d SPACE仿真系统中,包括为了产生雷达模拟信号、ACC控制指令及计算车辆运行状态的雷达模拟器、ACC控制器和车辆模型。硬件部分主要包括电子节气门系统、主动制动系统及其附属的传感器及控制器等。通过串口通信接收来自ACC控制器的指令,HILS平台的硬件可以完成节气门开度和制动压力跟随控制。利用HILS平台进行了不同工况下的ACC仿真试验,仿真结果表明:HILS平台工作状况良好,并可以用于ACC控制器的开发。     

基于自适应虚拟补偿的多电机动态协同控制

针对四轮全驱电动汽车电机独立驱动的特点,提出一种基于自适应虚拟补偿的多电机动态协同控制系统,以解决牵引电机动态偏差所引起的操纵准确性下降的问题.通过一个虚拟闭环进行自适应补偿,将任一牵引电机过大的动态扰动平均到四轮电机驱动系统,避免车辆行驶轨迹大幅偏离驾驶指令;针对系统较强的非线性及不确定性,采用H∞鲁棒控制理论设计了虚拟控制器,四轮永磁同步牵引电机则采用直接转矩控制,提高系统的动态响应速度,降低系统对电机参数的依赖性.仿真结果表明该协同控制方案动态平衡了四轮转速误差,鲁棒性强,大幅提高了车辆对行驶指令的跟踪能力.     

基于DRNN神经网络的双管液压减振器的车辆悬架振动研究

为了提高车辆行驶的平顺性,采用DRNN神经网络PID控制车辆液压悬架系统,并对控制性能指标进行仿真。建立车辆液压悬架1/4简图模型,采用二阶微分方程式推导车辆悬架系统动力学方程,设计了双管液压减振器模型。分析主液压缸和辅助液压缸中流量变化特性,采用DRNN神经网络PID控制方式。在随机波形干扰的路况行驶中,通过MATLAB软件对车辆液压悬架系统控制效果进行仿真,并且与传统PID控制方式进行对比。结果显示:采用传统PID控制方式,在车辆液压悬架系统垂直方向上,轮胎位移、车身位移和车身加速度较大;而采用DRNN神经网络PID控制方式,在车辆液压悬架系统垂直方向上,轮胎位移、车身位移和车身加速度较小。采用DRNN神经网络PID控制方式,能够自适应调节车辆液压悬架系统参数,降低复杂路况对车辆的干扰,提高车辆行驶的平顺性和舒适性。     

半主动悬架系统性能仿真及控制技术

以模糊控制原理为基础,融合自适应方法,将模糊系统辨识和模糊控制结合起来,并对自适应控制规则进行修正,以在线自适应调整模糊控制的有关参数,在对1／4车辆模型性能仿真的基础上,设计开发了8031单片机为主控制器件的半主动悬架自适应模糊控制系统。控制器较好实现系统控制,具有较强的适应性和鲁棒性。该方法明显地改善了控制系统的动态性能,显著减小了车辆振动及干扰,提高了车辆的行驶平顺性。     

模糊自适应PID控制在静压行驶驱动系统中的应用

针对工程车辆静压行驶驱动系统的特点及其性能要求,应用模糊控制理论,在传统PID控制基础上设计一种模糊自适应PID控制器。该控制器根据马达转速偏差和偏差的变化率,利用模糊逻辑实现PID参数的在线调整,使系统具有较好的自适应能力和较强的抗干扰性。在Matlab/Simulink环境下对其进行了动态仿真。仿真结果表明,模糊自适应PID控制器的性能远优于常规PID控制器。     

考虑多交互效应的耦合映射跟驰模型

基于Komshi等的耦合映射跟驰模型,考虑多车交互效应对交通流波动的传播特性影响,提出了一个涉及多前车及紧邻后车车间距优化速度函数的耦合映射跟驰模型.首先分析了模型的稳定性能,并获得交通系统保持稳定的条件.与前人的研究成果比较,改进模型可以增强交通系统中车流运行的稳定性.结果表明:在新模型中考虑多车交互效应会使得车流表现出较好的驾驶行为.     

考虑多交互效应的耦合映射跟驰模型（英文）

基于Konishi等的耦合映射跟驰模型,考虑多车交互效应对交通流波动的传播特性影响,提出了一个涉及多前车及紧邻后车车间距优化速度函数的耦合映射跟驰模型。首先分析了模型的稳定性能,并获得交通系统保持稳定的条件。与前人的研究成果比较,改进模型可以增强交通系统中车流运行的稳定性。结果表明:在新模型中考虑多车交互效应会使得车流表现出较好的驾驶行为。     

车用油气悬架主动控制试验研究

针对简化的车辆模型，以操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标，选择LMS（Least Means Squares）自适应滤波算法，对悬架系统的振动控制过程进行了仿真研究，收到了较好的效果，试验结果进一步证明该算法的有效性，表明LMS自适应滤波技术在车用油气悬架主动控制中的应用是可行的。     

基于协同模糊控制的四轮驱动AGV稳定性研究

为提升四轮驱动AGV运行稳定性,通过建立其运动学模型,获得小车位姿、运动形式与各驱动轮速度的内在关系;提出小车协同运动控制技术,运用ADAMS软件对小车进行运动仿真并分析,验证了该控制技术的合理性;通过分析小车纠偏公式,提出模糊纠偏控制技术,建立小车协同模糊控制联合仿真模型,验证了协同模糊控制技术的合理性;搭建实验样机进行现场测试,结果表明:采用协同模糊控制技术可以使小车轨迹偏差稳定在±10 mm以内,单摆摆角范围在±5°以内,且均优于独立PID控制技术。     

重型行走机械闭式液压驱动同步控制

针对高速铁路建设项目中应用的某重型轮胎式行走机械在行走过程中存在前后车不同步的现象,分析了其泵控马达闭式液压驱动系统的特点及不同步的原因,总结了基于速度协同控制方法的不足,提出了基于前后车驱动力相协调的同步控制策略,并给出前后车驱动力之间的对应关系。在实车上对提出的同步控制策略进行了实验验证,结果表明:基于驱动力协调的同步控制方法可有效提升整车驱动性能,解决了前后车之间的不同步问题,为多驱动系统的重型轮胎式行走机械的同步控制提供了新的思路。     

采用神经网络模糊滑模控制的液压驱动活塞位置控制研究

针对液压驱动活塞运动轨迹和压力精度跟踪误差较大问题,设计了神经网络模糊滑模控制,并对控制精度进行仿真验证。创建了液压缸驱动平面简图,推导出液压缸腔室内部参数变化方程式。分析了液压缸驱动压力和位置的变化,采用线性模型建立输入和输出变换方程式。引用滑模控制方法,采用神经网络算法对滑模控制进行逼近,通过模糊切换规则对滑模控制进行自适应调整。采用MATLAB对液压缸活塞轨迹和腔室压力跟踪进行仿真验证,并且与滑模控制输出效果进行比较和分析。结果表明:采用滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较大;而采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸活塞运动轨迹和腔室压力跟踪误差较小。采用神经网络模糊滑模控制方法,液压缸控制系统自适应调节能力较强,从而提高了活塞运动轨迹和腔室压力跟踪精度。     

基于路网的车辆路径规划融合算法究

针对室外区域非结构化道路环境,为了同时解决全局路径规划问题和局部路径规划问题,提出一种基于Floyd算法、A*算法和人工势场法的路径规划融合算法。采用A*算法规划可行路径,基于Floyd全局最优距离和权重数据递归求出最优路径;改进人工势场法,设计分段力场结合自适应角度函数,规划避障路径;基于三次多项式曲线拟合得到满足动力学约束的行车轨迹。采用MATLAB/Simulink进行路径规划仿真,结果表明：路径规划融合算法根据前方检测环境能准确规划出全局绕路轨迹和局部避障轨迹,单次规划时间分别为1.14 ms和45 ms,满足实时性要求。实车实验结果表明仿真结果准确,验证了实路径规划融合算法的有效性和算法的鲁棒性     

基于自抗扰控制的分布式铰接车辆转向控制

铰接车辆通过前后车体间的相对转动实现转向行驶,这种特殊的转向形式导致其转向稳定性差,转向运动控制精度要求高。针对此问题,以某四轮分布式驱动井下支架搬运铰接车为原型,构建包括车身模型、轮胎模型和单阀控双非对称缸液压转向系统在内的分布式铰接车辆11自由度非线性动力学模型,并设计基于自抗扰控制器的液压转向控制系统,用以提升铰接车辆的转向稳定性。为验证此方法的有效性,建立MATLAB/Simulink仿真模型,进行初始车速为2.5 m/s的转向分析,并在同种工况下,加入外界干扰力矩,以PID控制器为对照组,对比分析两种液压转向系统控制器的抗扰动性能。仿真结果表明：基于ADRC控制的液压转向系统的转向角度误差在0.017 rad以内,且转向角度跟踪速度快,相对于PID控制器具有更好的抗扰动性能,有效提高了铰接车辆的转向稳定性。     

基于Gim轮胎的四轮驱动汽车牵引力控制地面驱动力修正方法

针对四轮驱动汽车牵引力控制系统的研究,直接将Gim轮胎模型得出的轮胎纵向力作为地面对轮胎的驱动力存在偏差。提出了地面驱动力的修正方法,并在高、低附着系数路面模拟地面驱动力偏差对车速的影响。仿真结果表明,高附着系数路面上地面驱动力偏差几乎为0;低附着系数路面上地面驱动力偏差对整车车速的影响显著;低附着系数路面存在着较大地面驱动力偏差,显著影响到四轮驱动汽车牵引力控制系统的控制精度,所提出的地面驱动力修正方法提高了牵引力控制系统的准确性。     

基于并联机构的船舶运动模拟控制器设计与仿真

基于Stewart并联机构设计六自由度船舶运动模拟器,推导模拟器在给定运动位姿下驱动支链伸缩量的逆解算法。以垂荡-纵摇耦合运动为例,联合MATLAB/Simulink和SimMechanics构建运动模拟器仿真模型,并建立基于PID控制算法的驱动模型。为有效提高模拟器运动精度,基于模糊PID控制算法,应用模糊规则和推理方法对PID参数进行在线整定,设计相应的模糊控制器。结果表明：对波浪运动模拟器实施模糊PID控制后,计算得到的驱动支链伸缩位移误差能较快达到稳定值,稳定后误差明显比经典PID控制算法低。     

锻造机驱动液压缸同步控制仿真

锻造液压机在工作过程中需要有良好的刚性,因此一般采用两个液压缸进行同步驱动。为保证锻造液压机在工作过程中两个驱动液压缸具有精确的同步性,采用BP神经网络PID自适应控制方式对锻造液压机驱动液压缸进行同步控制。使用AMESim与MATLAB搭建锻造液压机仿真模型,针对两个驱动液压缸所受负载恒定、负载连续变化以及负载阶跃变化工况时,对两个驱动液压缸的同步性能进行分析。仿真结果表明：在锻造液压机两个驱动液压缸各种受力情况下,该系统均能较好地实现两个驱动液压缸的同步控制,并且位移误差最大仅0.6 mm,满足锻造液压机的工作需求。该系统具有较高的同步控制精度以及较好的鲁棒性。     

矿用宽体车主动油气悬架的复合控制方法研究

由于矿用宽体车被动油气悬架不能根据路面情况以及车载变化达到实时调整车姿来满足车辆平顺性要求,为进一步改善矿车行驶平顺性,提出一种神经网络和模糊PID控制相结合的主动悬架复合控制方法。建立单气室油气弹簧数学模型,并经实验验证了模型的正确性;在此基础上以C级路面作为输入,建立1/2车辆动力学模型,以悬架输出力为控制对象,对控制器的设计进行了详细研究,并对矿车前半车身垂向及侧倾方向的振动特性进行了对比分析。结果表明：与被动悬架相比,所设计的主动控制策略使车身垂直加速度降低了38.45%,侧倾角加速度降低了27.16%,轮胎动载荷降低了32.68%,悬架动扰度降低了34.8%,极大地改善了车辆行驶平顺性。     

基于FLUENT的车外环境热负荷对汽车内部温度分布影响的暂态分析

汽车外环境因素对于汽车室内的温度分布具有重要的影响.基于FLUENT软件,采用数值仿真法分析了环境温度、日照强度、车外风速等热负荷对车内温度分布的影响,并考虑紊流流动和车外壳与座椅的耦合传热,对车内的流动状态和温度场分布进行了暂态分析.计算结果表明:车体表面为动态变化的非均匀温度场,车体不同位置处的表面温度梯度差别较大,最高温度部位位于车顶部,车体两侧从上到下温度逐渐递减,且车外风速越大,车体的温度越低.空调开启瞬间,车内流场为复杂的紊流流动,后排座椅周围的空气温度较前排的温度率先降低.本研究可为汽车内热舒适性优化设计提供理论依据.