基于五次多项式模型的自主车辆换道轨迹规划

针对自主车辆换道时对换道轨迹平稳性和效率性的要求,设计了一种基于五次多项式模型的换道轨迹规划方法。建立车辆的五次多项式换道轨迹模型,并为其增加调节参数。以换道轨迹的平均曲率最小和长度最短为目标设计目标函数,同时考虑换道过程中的舒适性和平稳性,以车辆的横向速度、横向加速度和横摆角速度为约束条件,最后采用序列二次规划算法对参数进行优化求解。对换道轨迹进行跟踪仿真试验,仿真结果证明,轨迹规划的结果满足实际状况下的车辆换道要求,验证了换道轨迹的合理性。     

融合侧翻稳定性的SUV换道轨迹规划方法研究

针对运动型多功能汽车(Sport utility vehicle,SUV)换道过程中侧翻安全问题,提出融合侧翻稳定性的SUV换道轨迹规划方法。建立三自由度车辆动力学模型,推导SUV侧翻稳定性及侧滑稳定性评价指标。采集自车状态及环境信息,将换道轨迹规划分成预规划和重规划两个阶段;预规划阶段采用五次多项式模型生成横向轨迹簇,重规划阶段考虑周围车辆动态变化,生成包含自车纵向速度信息的轨迹簇。融合侧翻稳定性指标、侧滑稳定性指标以及双圆拟合的车辆外形最小距离,构建代价函数;进行轨迹簇碰撞筛选、稳定性筛选及轨迹选择。运用内点惩罚函数进行轨迹优化,求解最优轨迹。选取两种典型工况进行换道轨迹规划仿真,结果表明SUV沿着该方法规划的轨迹行驶可完成换道躲避障碍物,且横向位移小、换道效率高,可有效避免侧翻危险。     

基于模型预测控制的汽车紧急换道控制研究

针对高速行驶车辆纵向制动避撞的不足,以及传统控制方法难以求解换道过程中的多目标多约束问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的汽车紧急换道控制策略。该策略以三自由度车辆动力学模型为预测基础模型,规划了期望换道路径曲线,建立了合适的安全距离模型,并以车辆前轮转角为控制变量,以跟踪期望路径为控制目标,将最优控制转化为二次规划问题求解。仿真结果表明,紧急换道控制系统能控制车辆在高速情况下完成期望换道路径规划,重合度高并且具有良好的稳定性。     

结构化道路下智能汽车自主换道轨迹规划研究

自主换道系统是智能汽车关键技术之一。针对自主换道系统的轨迹规划,提出基于路径-速度分解的分层换道轨迹规划方法。在路径规划层,基于改进二维正态分布函数建立道路、固定障碍物、周围车辆势场并生成环境总势场,采用五次多项式曲线构建换道路径簇,并基于环境总势场确定车辆的最优换道路径;在速度规划层,考虑换道效率、平顺性、安全性、动力学响应、换道时间窗、路径约束等多重影响因素,提出基于凸优化的速度规划方法并对方法有效性进行验证;最后,建立Prescan-Simulink联合仿真环境,在不同场景下对所提出的轨迹规划方法进行仿真验证。结果表明,该方法能够有效处理换道过程中的复杂约束,保证换道过程的安全性、舒适性与换道效率。     

基于MPC的智能车辆变轨迹跟踪控制研究

为解决智能车辆进行变轨迹跟踪问题,基于传统的MPC（模型预测控制）控制器设计一种轨迹跟踪控制器,使所设计的控制器应用于智能车辆时能够先进行五次多项式的单行换道然后继续追踪一定半径的圆形轨迹行驶。采用二自由度车辆运动学模型,分析研究传统MPC控制器的设计原理,将二自由度车辆运动学模型进行线性、离散化处理得到线性误差方程;构建新的状态空间方程引入控制量的变化量,在此基础上进行迭代得到预测方程,利用这一时刻的状态量和控制量的变化量预测下一时刻的状态量。将求解这一时刻控制量的问题转化为二次规划问题,建立目标函数（代价函数）,结合硬约束和软约束条件解得控制量,该控制量输入车辆模型得到新的状态量,进而得到新的误差方程,利用约束环节进行反馈校正,如此循环,逐渐追踪上参考轨迹。为防止求解最优解出现无解时能够继续进行计算,加入松弛因子得到新的能够适应变轨迹的MPC控制器。设计五次多项式的单行道换道轨迹与圆形轨迹的连续变轨迹,搭建Carsim-Simulink联合仿真平台进行实验,验证结果显示：该控制器应用于智能车辆时能够先进行单行道换道行驶然后继续进行圆形轨迹的变轨迹追踪,所设计的控制器具有新型可行性。     

车辆稳定换道时的侧向加速度分析

为保证车辆安全稳定换道,以换道时的侧向加速度为研究对象,分析车辆在换道过程中侧向加速度与车速及路面状况之间的关系。首先介绍了车辆换道试验及侧向加速度的常规取值,然后从运动学角度,根据换道轨迹的推导以及约束,给出侧向加速度随速度的变化规律,最后采用ADAMS/Car建立车辆虚拟样机模型,从动力学角度进行仿真分析,获取不同车速下的最大侧向加速度,并与理论分析结果、常规取值进行对比。结果表明:汽车换道时的侧向加速度随速度以及附着系数的增加而增加,可为智能车辆自动换道研究提供理论依据。     

基于规则与机器学习融合的换道决策建模方法研究

自主换道系统是智能车辆技术的重要发展方向,而换道决策是自主换道系统的关键。针对结构化道路下的自由换道场景,提出基于规则与机器学习融合的换道决策模型。针对换道决策过程中存在的多参数与非线性问题,提出基于支持向量机的换道决策模型,并引入贝叶斯优化算法确定决策模型的最优参数。从基于规则的角度出发,分析换道决策过程中的影响因素,包括换道必要性、安全性与换道收益,并将上述规则转化为模型训练数据的新特征与安全约束,对原有训练样本进行增广,以提升支持向量机模型的分类准确率。在NGSIM数据集上进行测试验证,结果表明,仅利用周围车辆基本行驶信息进行模型训练,对换道行为预测的准确率为73.05%,而引入基于换道规则计算得到的新特征后,模型预测准确率提升至83.83%。     

基于人工鱼群算法的举升过程的时间优化方法研究

为消除二级液压缸换级碰撞带来的液压冲击,提出采用分级规划方法。对每一级进行规划时,在保证举升过程的平稳性以及考虑液压系统压力和流量约束的基础上,提出一种时间优化的方法。首先运用解析法建立系统的运动学和动力学模型,然后以举升时间为参数,运用五次多项式拟合机械臂的位姿变化轨迹,再利用人工鱼群算法求解出最优举升时间,从而得到机械臂的位姿轨迹和液压缸的运行轨迹。仿真结果表明时间优化方法的有效性。     

基于用户体验的智能驾驶辅助系统应用研究

文中以用户体验为中心,介绍了用户的操作行为及驾驶习性、交互方式.以智能驾驶辅助系统中的自主换道为例,对换道预警策略模型进行了分析验证,并输出个性化的轨迹曲线.仿真分析表明:激进型驾驶员换道时,个性化匹配的相对横向速度最高且变化幅度最大;适度型驾驶员换道时,个性化匹配的相对速度居中;谨慎型驾驶员换道时,个性化匹配的相对速...     

基于贝塞尔曲线的双钢轮振动压路机轨迹规划研究

压路机作为道路压实设备,具有工况恶劣、循环作业及工作繁重等特点,长时间施工不仅影响身体健康,还会导致作业质量下降.无人驾驶技术对于解决这一问题具有重要的实际意义.为了实现压路机的无人驾驶及自动作业,建立了包括直线及换道曲线两部分的压路机作业轨迹模型,采用贝塞尔曲线设计了换道轨迹,并以曲率和曲率的变化率为约束,对换道轨迹...     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

一种涡旋压缩机径向随变机构的设计

详细介绍了运用随变原理设计的一种新型径向密封机构的结构特点,工作原理及主要参数的确定方法,该机构可补偿由于涡旋体加工精度不高而造成的功率损失,适用于涡旋压缩机的批量生产。     

Specific features of operation of electrostatic microgenerators of energy

Specific features of operation of one- and two-capacitor microelectromechanical converters (MEMC) of energy of mechanical microscopic vibrations into electric energy with a modulated electrode-gap magnitude and with allowance for the mutual influence of electrical and elastic forces are analyzed, and the characteristics of these two devices are compared. The main factors restricting the increase in MEMC power are demonstrated to be the effects of “collapsing” and the condition of conservation of positive rigidity of the system. Expressions for estimating the limiting MEMC parameters are derived. The possibility of electrical energy generation in the presence of “real“ sources of wide-spectrum microscopic vibrations is considered.     

我校工业设计教育改革初探

针对目前市场对工业设计人才的需求,本文论述了我校在工业设计教育方面的改革措施,着重介绍了我校工业设计教育在软件和硬件方面所进行的一系列的改革。     

某型号飞机起落架支柱减振筒内壁腐蚀原因分析

飞机起落架减振支柱在飞机起落和滑跑时,吸收撞击能量,对飞机安全起降的意义重大.减振筒是减振支柱中的重要部件,本文从工艺流程、理化分析、外场使用和腐蚀机理分析等方面,对减振支柱减振筒内壁的腐蚀原因及危害进行了综合分析,并提出了相应措施.     

两种仪表功能合理性评述

本文以某些积算和双笔记录仪产品为例说明由于仪表功能设计的不合理或选型不当，影响了仪表的正常使用，制造厂和用户应关注这类问题。