基于TESIS DYNAware的车辆巡航虚拟试验研究

在Matlab/Simulink环境下,基于车辆动力学实时仿真软件TESIS DYNAware,利用dSPACE单板系统DS1103,以建模的形式连接车辆的硬件操纵信号于vedyna_traffic模型中;选用DYNAware中车辆动力学模型veDYNA的Standard版本,借助嵌入Simulink的veDYNA模块对此模型进行更改,建立基于DYNAware的虚拟试验系统。对自适应巡航(Adaptivecruise,AC)的仿真控制策略进行分析,通过.mdl接口集成控制模型于试验系统中。在veDYNA的主工作界面,由参数文件的图形编辑器,以及文本编辑器的.m接口,输入仿真车型的车辆数据,对仿真控制的可控项、用户程序分别进行设置;veDYNA、交通仿真模块和动画工具模块共同作用,在硬件操纵信号的控制下进行AC的虚拟试验,跟踪相关参数,并把得到的对应曲线与具有AC功能的仿真车型得到的曲线进行定性对比。结果表明,此种方法进行AC虚拟试验是一种很好的研究手段。     

车辆智能行驶主动避撞的虚拟实现

利用软件Creator创建含有道路的虚拟场景,在仿真软件Vega中加入场景和多个车辆模型,受控车辆car采用鼠标和键盘控制,其余车辆借助于Path Tool工具提前设置运动路径并编辑每段路径上赋予导航车辆的参数;基于建立的跟驰及更换行驶路线的安全距离模型,在Visual C++6.0平台下结合Vega API编程设计一个仿真程序;借助于Vega API函数动态获取各个车辆位姿及行驶参数,由安全距离模型计算出车间距动态安全阈值,判断虚拟场景中的车间距是否符合Car安全直行、换道及超车的条件,若不符合即强制car减速甚至停车,同时执行界面中会不时给出提示,促使采取主动避撞的正确措施.结果表明在虚拟环境中较好地仿真了车辆的实际避撞过程,受控车辆处于一种主动安全行驶状态.     

基于dSPACE的陀螺稳定平台开发与测试系统设计

本文介绍了一种基于dSPACE的快速原形仿真技术研制的陀螺稳定平台综合开发与测试系统。系统采用dSPACE的DS1103控制卡与MATLAB/Simulink及ControlDesk构成其软、硬件平台,其方便易用的实时代码生成/下载和试验/调试的软件环境,为陀螺稳定平台伺服控制系统的研究与设计开辟了一条新的技术途径。     

基于Vortex与Vega Prime的车辆模拟器动力学与视景仿真

由于Vortex软件在车辆驾驶模拟器动力学与视景仿真中存在虚拟路面离散化程度与建模难度、视景图像渲染速率之间的矛盾,提出了联合Vortex和Vega Prime进行车辆驾驶模拟器动力学与视景仿真方法。建立了同一路面、不同离散程度的三维模型以供Vortex和Vega Prime分别调用,Vortex进行车辆动力学实时解算,Vega Prime进行视景图像特效渲染,利用HLA实现Vortex和Vega Prime仿真例程的同步和数据交互。仿真结果表明,该方法在提高路面离散化程度的同时,不影响场景建模难度和图像的渲染速率,满足实时性和交互性的要求,能较好地完成车辆驾驶模拟器动力学与视景仿真     

智能汽车路径跟踪混合控制策略研究

针对传统单一控制算法无法有效协调智能汽车不同转向工况下横向控制性能要求的问题,根据智能汽车在高速和低速转向工况下呈现出的系统特性差异,设计了一种基于PID控制和模型预测控制的智能汽车路径跟踪混合控制策略。该控制策略在低速模式下采用PID控制,在高速模式下则采用模型预测控制,通过车辆速度确定路径跟踪控制模式,进而设计带稳定监督的控制模式切换机制,实现了横向控制系统的平滑切换。基于Carsim和MATLAB/Simulink仿真平台对所设计的智能汽车路径跟踪混合控制策略进行了仿真验证,在此基础上,进一步完成了实车试验。仿真和实车试验结果表明,所设计的混合控制策略能够保证智能汽车不同速度下的路径跟踪性能,具有较好的跟踪精度、实时性和车辆行驶稳定性。     

基于ADAMS的履带车辆行走系统性能的仿真

将虚拟样机技术应用于履带车辆,对于深入研究履带车辆性能,降低研究成本,缩短研究周期具有重要意义。本文针对某型履带车辆,运用机械系统动力学自动分析软件（ADAMS）建立其行走系统的虚拟样机模型,解决车辆在高速行驶过程中的“脱轮”问题,为履带车辆的设计提供参考依据。     

基于Vega Prime的运载火箭飞行仿真技术研究

Vega Prime是一个优秀的视景仿真软件,包括LynX Prime GUI(用户图形界面)工具快捷场景配置,并提供了强大的底层图形API接口。本文基于Vega Prime的场景显示框架,通过定制应用实例主循环控制场景显示,以运载火箭飞行仿真为例,探讨了仿真中的几个关键技术,包括飞行位姿更新、动态添加、删除模型节点和粒子系统控制,实现了对运载火箭的飞行、姿态调整和级间分离等不同运动状态的仿真,真实地模拟了运载火箭的飞行过程,为相关教学及其观展提供了良好的场景显示环境。     

模糊PID控制在液位串级控制系统中的应用

以DS1103单板系统为实验平台,以双容水箱液位控制系统为研究对象,利用dSPACE开发系统进行快速控制原型的半实物仿真实验。该系统采用双闭环串级控制,主控制器采用常规PID控制和模糊PID控制算法进行对比研究,实验表明模糊PID控制算法在液位控制系统中可以获得非常好的控制效果。     

Vega路径工具在岸边集装箱起重机视景仿真系统中的应用

针对岸边集装箱起重机视景仿真系统中虚拟车辆路径突变、拐弯不连贯的问题,基于Vega软件中路径和导航模块的应用原理,在Lynx界面中应用路径和导航模块创建集装箱运输车的虚拟路径。通过Path Tool工具选用样条导航器、设定较小姿态平滑阈值和较小样条张力参数值来编辑集装箱运输车的虚拟路径,确保集装箱运输车自然流畅的运动。结合岸边集装箱起重机装卸集装箱工作循环的要求,在VC++中调用Vega路径导航库函数,模拟多辆集装箱运输车的连续运动,创建虚拟车辆复杂路径,解决视景仿真系统中虚拟车辆固定路径的弊端。     

车辆行驶的虚坡模型

传统方法在模拟车辆行驶时尚存在不足.对于元胞自动机模型,当各车辆的最大速度不一致且车辆数目较多时,会产生计算困难.文中提出一种对车辆行驶进行模拟的虚坡模型,它假想每车尾部有一类似于动物负责运动协调的尾巴的虚坡,其形状如中间受集中载荷的固支梁挠度曲线的半支所示.各车的速度由其触及到的前方车辆的虚坡宽度及道路宽度等局部环境计算,并用固支梁挠度曲线对其进行必要的平滑.它无需将道路划分为一系列的单元格, 同时又是一种分析形式,而非统计形式的模型.该模型被用于模拟具有不同最大速度的车辆行驶过程.计算结果表明该模型能在一定程度上适应车辆行驶过程复杂多变的特点,能对跟车和超车过程统一地进行模拟,且可对车辆数较多的交通流问题进行模拟.司机行为可以体现为有关固支梁的强度.     

基于最优预瞄的智能车变道控制

针对智能车主动变道过程中的轨迹跟踪控制问题,基于“预瞄-跟随”控制理论及“车辆-道路”模型提出了最优预瞄轨迹跟踪控制模型,并依据线性二次型调节器(LQR)理论设计了轨迹跟踪控制器,获得了最优转向盘转角输入,以实现智能车变道轨迹跟踪。在MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真环境下构建了智能车的变道决策模块、变道参考轨迹模块和跟踪控制模块,实现了智能车在30 km/h、50 km/h和70 km/h速度下的仿真验证。结合实车测试结果验证了所设计控制器的精确度和稳定性。     

城轨列车虚拟驾驶仿真系统

城轨列车虚拟驾驶仿真系统是一种结构简单、经济实用的初级训练驾驶器,主要包括虚拟控制台和视景仿真系统。文章介绍了在1台计算机上实现虚拟驾驶的方法,即采用GLStudio构建控制台模型,采用MultiGen Creator构建三维视景模型,采用Vega对视景进行驱动。文中对列车虚拟驾驶仿真系统的动力学模型和逻辑控制模型也做了简要介绍。     

基于Creator/Vega的虚拟校园漫游系统的研究与实现

以山东建筑大学为背景,采用Creator软件平台开发了虚拟校园漫游系统.文中介绍了虚拟校园建模流程,通过纹理制作及映射技术降低了复杂模型的制作难度、增加了模型的真实感,利用三维模型优化技术提升了系统的响应速度、实现了实时性与真实性的平衡.最后使用vega驱动平台,成功实现了对校园虚拟场景的运行和仿真.     

机载导弹训练视景仿真系统的设计与实现

为满足航空兵部队机栽导弹训练的要求,建立机栽导弹训练视景仿真系统来保障和辅助训练任务的顺利开展和实施.本文以某部队导弹训练为研究对象,提出了基于三维几何模型构建及动态显示技术的虚拟场景创建方法,利用MultiGen Creator和Vega软件平台,并结合C++编程语言,开发出一完整的交互机载导弹训练三维视景仿真系统....     

虚拟试验三维随机路面的建模

应用于车辆虚拟试验的路面需符合实际路面特性.利用MATLAB编程实现了用于车辆虚拟试验的三维随机路面模拟,并通过功率谱估计和相干系数进行验证.创建了适用于车辆动力学分析软件路面模型的三维路面节点编码通用算法,并利用MATLAB/GUI工具编制了三维随机路面生成软件,可直接生成适用于虚拟试验的路面文件.在随机路面上进行车辆直驶虚拟试验,分析结果表明,车辆在三维随机路面上的虚拟试验结果与在二维路面上有较大不同.     

智能汽车环境感知算法测试评价系统开发

基于硬件在环仿真平台和六自由度驾驶模拟器,开发了智能汽车环境感知算法测试评价系统。为兼顾仿真测试的可重复性、可拓展性及道路测试的真实性,采用真实交通场景作为输入场景信息;针对现有检测算法评价依赖人工识取的不足,提出了基于机器学习的标准检测算法和基于数据关联的检测评价算法,并将系统测评结果与人工识取结果进行对比。实验结果表明,所开发的测试评价系统方案可行,测试精度较高,实时性较好,在模糊、遮挡、光照变化等复杂环境下均可实现对各种不同特性的车道线和车辆目标的准确测评,能较好地满足智能汽车环境感知算法测试评价的要求。     

MATLAB的虚拟倒立摆仿真

利用MATLAB提供的V-Realm Builder建立倒立摆三维虚拟场景，用MATLAB的虚拟现实工具箱将倒立摆三维虚拟场景和Simulink中倒立摆仿真模型连接起来，实现了虚拟倒立摆的仿真。     

Intelligent vehicle electrical power supply system with central coordinated protection

The current research of vehicle electrical power supply system mainly focuses on electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV). The vehicle electrical power supply system used in traditional fuel vehicles is rather simple and imperfect;electrical/electronic devices (EEDs) applied in vehicles are usually directly connected with the vehicle’s battery. With increasing numbers of EEDs being applied in traditional fuel vehicles, vehicle electrical power supply systems should be optimized and improved so that they can work more safely and more effectively. In this paper, a new vehicle electrical power supply system for traditional fuel vehicles, which accounts for all electrical/electronic devices and complex work conditions, is proposed based on a smart electrical/electronic device (SEED) system. Working as an independent intelligent electrical power supply network, the proposed system is isolated from the electrical control module and communication network, and access to the vehicle system is made through a bus interface. This results in a clean controller power supply with no electromagnetic interference. A new practical battery state of charge (SoC) estimation method is also proposed to achieve more accurate SoC estimation for lead-acid batteries in traditional fuel vehicles so that the intelligent power system can monitor the status of the battery for an over-current state in each power channel. Optimized protection methods are also used to ensure power supply safety. Experiments and tests on a traditional fuel vehicle are performed, and the results reveal that the battery SoC is calculated quickly and sufficiently accurately for battery over-discharge protection. Over-current protection is achieved, and the entire vehicle’s power utilization is optimized. For traditional fuel vehicles, the proposed vehicle electrical power supply system is comprehensive and has a unified system architecture, enhancing system reliability and security.     

液力减速器叶栅系统优化及制动动力学仿真

液力减速器是高速、重载车辆必备的辅助制动器,具有高速制动力矩大、无机械磨损等优点,特别适合车辆下长坡及高速减速用.叶栅系统决定液力减速器的性能.文中在经验设计的基础上,结合多岛遗传算法进行了叶栅系统的优化,开发了虚拟样机,最后将液力减速器加入整车传动系统进行了制动性能仿真.仿真结果表明,优化后的液力减速器具有良好的制动性能,拓展了车辆的制动范围,为液力减速器的研制奠定了基础.     

基于结构光辅助的网格候选点三维测量方法

光学三维测量技术是计算机视觉领域中最为活跃的研究主题之一.针对双目立体视觉三维测量方法中无纹理物体表面测量误差较大的问题,提出一种基于结构光投影辅助的网格候选点三维测量方法.设计灰度单调变化的锯齿波图案投射在被测场景中,有助于使三维网格候选点投影像点间的灰度差异最大化,依此提高系统的测量精度,实现了主动测量方法和被动测量方法的有效结合.通过3DS MAX和MATLAB软件平台下的仿真实验,验证了结构光辅助的网格候选点测量方法在计算精度上具有明显优势,且不会增加系统的复杂度,扩展了网格候选点三维测量方法的适用范围.