基于FPGA/Nios-Ⅱ的矩阵运算硬件加速器设计

针对复杂算法中矩阵运算量大,计算复杂,耗时多,制约算法在线计算性能的问题,从硬件实现角度,研究基于FPGA/Nios-Ⅱ的矩阵运算硬件加速器设计,实现矩阵并行计算。首先根据矩阵运算的算法分析,设计了矩阵并行计算的硬件实现结构,并在Modelsim中进行功能模块的仿真,然后将功能模块集成一个自定制组件,并通过Avalon总线与NiosⅡ主处理器通信,作为硬件加速器。最后在FPGA芯片中构建SoPC系统,并在Altera DE3开发板中进行矩阵实时计算测试。测试结果验证了基于FPGA/Nios-Ⅱ矩阵运算硬件加速器的正确性、可行性以及较高的计算性能。     

稳态数值模拟在轿车外气动噪声源预测中的应用

以某轿车模型和不同形状参数的外后视镜模型为研究对象,通过稳态雷诺平均那维尔斯托克斯方法求解轿车外流场。根据流场计算结果,应用Lilley公式获得轿车车外气动噪声源分布。数值模拟结果与文献[4]中风洞试验数据吻合较好。此外,还总结了外后视镜形状参数对气动噪声的影响,通过外后视镜区域压力分布解释了其形状参数影响气动噪声的原因,为轿车设计初期阶段降低气动噪声提供参考。     

并联混合动力汽车模式切换过程的协调控制

结合解放牌混合动力城市客车的实车调试,对不同模式之间的切换过程进行了分析,针对其切换过程易导致转矩波动,提出了基于电机辅助的协调控制策略,并利用AVL/Cruise及MATLAB联合仿真平台进行了建模仿真研究。仿真结果表明,协调控制策略保证了模式切换过程中动力传递的平稳性。     

车速对超车车辆瞬态气动特性的影响

为了研究超车过程中相对车速和绝对车速对汽车气动特性的影响,采用动网格技术实现了超车过程的三维瞬态数值模拟。研究结果表明:超车过程中,相对车速对主超车的影响较小,对被超车的影响很大。被超车侧向力系数和横摆力矩系数的变化量随两车相对车速的增加呈线性增加的趋势。在相同的相对速度下,绝对速度较低的两辆车在超车过程中产生的瞬态气动影响更大。     

统一轮胎模型在车辆动力学仿真中的应用

深入分析了统一轮胎模型的建模机理及其在车辆动力学仿真软件中应用的若干问题,实现了统一轮胎模型在通用动力学软件ADAMS中的应用。通过相关的仿真及试验研究,验证了该模型的精度及其在极限工况下的仿真能力。     

汽车悬架运动学特性参数优化方法

为解决汽车悬架运动学特性参数优化难题,提出用数学语言描述悬架运动学特性参数的约束条件,及利用牛顿迭代法进行优化的方法.该方法能快速找出所需调整的设计变量,并能快速有效地搜索到最优解,适合于多设计变量、多目标函数的优化.针对某样车后悬架前束角及外倾角存在的问题,应用该方法对目标函数影响较大的设计硬点坐标值进行优化.结果表...     

道路融雪化冰过程冰层的热融特性

通过模拟道路冰层热融过程,实验研究了热负荷、冰层厚度等对寒冷环境下冰层融化的传热规律、温度变化、融冰率和冰融水流变性的影响作用。通过研究融冰率、道路构造层和冰层温度时变规律,探索了热融冰特征。研究表明,冰层热融过程中,融冰率变化经历未融、融化加速和融化减缓3个阶段,每个阶段受热负荷作用影响明显,若采用变负荷加热,可更有利于融冰过程能量利用的综合效果。冰层厚度对路基层温度影响较大,冰层越厚,路基层温度越低。通过提高热负荷,可提升路基层温度,保证道路温度。此外,冰融水流动和移动将产生一定的路基层和路面层温度波动。     

后悬架非对称式橡胶衬套弹性耦合特性

非对称式橡胶衬套在轴向和对称径向存在弹性耦合特性,对汽车的操纵稳定性有一定的影响。采用专用卡具在压力试验台上测量了非对称式橡胶衬套的力与位移特性。基于试验数据,采用三向耦合的弹簧阻尼系统表达了其弹性耦合特性,并在ADAMS/View虚拟样车模型中进行了相关仿真试验。与传统橡胶衬套相比,非对称式橡胶衬套能够产生随动转向,提高汽车操纵稳定性。     

无级变速器锥轮刚度与楔入损失分析

为了减少由金属带式无级变速器(CVT)金属锥轮变形所导致的CVT传动效率损失,利用瞬态动力学理论分析了金属带运行轨迹变化造成的传动损失与楔入变形量之间的关系,提出了金属带轮的材料刚度影响CVT传动效率的理论,建立了ANSYS/LS-DYNA有限元传动系统仿真模型,利用损失机理分析结合不同刚度下的模型仿真,获取了带轮刚度对进出口位置变化和径向楔入变形造成的传动损失的影响规律。结果表明,利用这一方法可以获得最佳的材料刚度,使总的楔入变形损失减至最小,提高CVT的传动效率。     

基于BP神经网络的车道保持控制系统

利用机械动力学仿真软件ADAMS/CAR建立了主要包括用于进行自主控制的转向系统及可输出状态变量车身模型的整车动力学模型,在MATLAB/Simulink环境下设计了基于BP神经网络PID的车道保持控制系统。通过输入输出接口实现了整车模型与Matlab的通信。利用建立的Matlab控制模块和ADAMS机械系统动力学模型实现了车道保持控制的联合仿真。仿真结果表明,所设计的车道保持控制系统能较好地实现在危险状态下的车道保持自主控制,且控制过程平稳。