分布式汽车驱动力能量效率优化分配控制

充分利用分布式驱动汽车信息源多的特点,根据扩展卡尔曼滤波算法（EKF）建立观测器对车轮侧向力进行在线估计。通过改进的车辆线性二自由度模型制定系统控制目标,依据车轮侧向力观测值设计了基于滑模变结构控制的直接横摆力矩控制器。全轮驱动力综合优化分配策略同时考虑了轮胎负荷率与驱动电机效率,完成了对车轮稳定性与能量效率的耦合控制。通过Carsim-Matlab/Simulink的仿真表明,整个系统实现了对车轮侧向力的准确估计,提高了目标直接横摆力矩计算的准确性。驱动力综合优化分配在提高车辆路面附着余量的同时也提高了各驱动电机的综合效率,进一步提高了车辆的能量利用效率。     

改进协方差矩阵的智能车视觉目标跟踪方法

智能车辆视觉目标具有非线性、噪声分布非高斯性的典型特点，现有算法难以实时估计目标的状态。针对识别物体复杂且多变，很难用完全的特征来描述待识别目标及其背景的不断变化，提出了一种用于融合颜色特征及SURF（Speed-Up Robust Features）特征的协方差矩阵来改进粒子滤波算法，从而提升视觉目标跟踪的实时性，满足智能车辆的要求。首先，对采集的图像进行预处理来获取感兴趣区域。接着，通过融合颜色特征及SURF特征构造范围感兴趣区域（Region Of Interest，ROI）的目标特征协方差矩阵，建立目标状态预测模型及状态观测模型，用于改进粒子滤波算法粒子重采样过程，实现对目标的精确跟踪。最后，将该方法与Mean-shift算法和颜色属性（CN）算法进行对比。实验结果表明，在智能车视觉跟踪过程中对光环境瞬时变化、目标物体存在短时遮挡以及目标物体姿态改变时，该算法在满足智能车辆对实时性要求的前提下，有效提升算法的精确度及鲁棒性。     

基于HELS方法的噪声诊断技术研究

基于赫姆霍兹方程最小二乘法（HELS）的噪声诊断技术,将赫姆霍兹方程应用于噪声诊断技术中,把声场中声压转化为一组线性无关的独立函数的叠加,使用最小二乘法根据已知的较少噪声信号准确高效地重建声源表面的声压。建立基于非线性优化理论的新型HELS-PSO模型进行噪声源识别和声场重建研究,在实验室中以音箱作为模拟噪声源,通过实验进行验证。实验结果验证了该算法的有效性和高效性,表明新算法的求解精度较高。     

适用于质子交换膜燃料电池系统的高阶滑模观测器

针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统内部状态变量难以通过传感器直接测量,导致不能对PEMFC系统进行故障诊断和设计基于模型的控制器的问题,设计了高阶滑模（HOSM）观测器。首先,搭建了适用于观测的11阶阳极死端PEMFC系统模型。然后,在该模型的基础上,通过HOSM算法对传感器测量值（电堆电压、空压机出口流量以及电堆温度）与估计值之间的误差进行调节,设计了HOSM观测器。最后,将本文HOSM观测器性能与传统滑模观测器性能进行了仿真实验对比。通过对比观测效果图以及平方误差积分可知：本文观测器能够准确地观测各状态量,并且观测性能更优。     

DPF热再生过程温度控制与试验

柴油机颗粒物捕集器(DPF)热再生发生时,其内部温度受DPF碳载量、排气温度和排气流量等影响,在特殊运行工况下具有较强非受控特性.为避免非受控再生引起的DPF失效风险,确保安全和可靠再生,通过降怠速(DTI)再生方式探讨了一种确定DPF安全再生温度的试验方法,得到安全再生温度曲线.针对DPF热再生过程中温度控制的大滞后特性,研究了一种采用发动机排气温度和排气流量作为增益补偿的优化热再生温度控制结构,并进行了控制算法的仿真分析和整车道路试验验证.结果表明:再生过程中对实际排气温度控制的超调量小于3%,稳态控制误差小于20℃,为促进DPF的安全和高效率再生提供了参考.     

柴油机DOC+SCR系统数值仿真与结构优化

为降低柴油机污染物排放,提出DOC+SCR直筒型催化器系统,利用计算流体动力学(CFD)建立DOC+SCR直筒型催化器的三维数值仿真模型,该模型包括尿素水溶液的蒸发和分解,但忽略催化剂表面的催化还原反应,基于简化模型提出一种NO_x转换效率的计算方法,根据试验结果对数值模型和NO_x转换效率计算方法进行验证.分析计算得到的催化器系统内部流场分布情况,提出多种结构优化方案,结果表明:优化后,特定工况下催化器系统压降由9.98,kPa减小至8.60,kPa,催化器结构因素引起的压降由2.98,kPa降低至1.60,kPa;SCR入口截面还原剂NH_3均匀性指数可提高到93.45%,,在特定工况下NO_x转换效率可达92.87%,.     

基于改进 DBSCAN算法的车道检测

针对传统车道检测方法不能同时满足检测精度和实时性要求的问题,文章提出了一种改进的基于密度的聚类方法对车道边沿点进行检测,然后利用最小二乘法拟合出车道边沿线。与传统DBSCAN算法相比,车道边沿检测精度提高了22.8%,平均检测时间降低14.2%,改进的DBSCAN车道检测算法具有更好的检测精度和实时性。     

应用稳定性理论求解非线性方程组

本文应用稳定性理论证明了数值求解非线性方程组f(x)=0的二个定理:1.xk+1=x_1-hJ_kTfk;2.xk+1-hJ_k~(-1)fk,其中;fk=■;并给出了一个全局收敛的充分条件。数值实例证明了该结论。     

基于高阶燃料电池模型的多目标滑模控制

为了提高质子交换膜燃料电池（PEMFC）的效率和寿命,对燃料电池的多个状态进行了精确控制。首先,在Simulink中建立了12阶燃料电池模型,运用试验数据对建模参数进行拟合,仿真模型的输出电压最大误差为3.68%。其次,基于所建立的模型设计了3输入、3输出滑模控制器,通过空压机电压、阳极进气流量和冷却水流量分别控制电堆过氧比、阴阳极气体压力差和温度。仿真结果表明：与PI控制器相比,当负载电流突变时,所设计的滑模控制器缩短了3 s的过氧比控制过渡时间,阴、阳极压力差波动从40 Pa降低至2 Pa左右,并且温度波动控制在0.05 K以内。