基于模糊PID控制的空气弹簧振动特性研究

针对在粗糙路面行驶时空气弹簧座椅舒适性较差的情况,采用模糊PID控制策略,以人体加速度误差和误差变化率作为输入量,以空气弹簧控制力作为输出量,设计了模糊PID控制器。为验证控制效果,与ADAMS建立的整车模型进行联合仿真,并与被动空气弹簧座椅进行对比分析。仿真结果表明,采用模糊PID控制的座椅系统减振效果得到了进一步改善,提高了人体振动舒适性。     

无人车辆轨迹跟踪与横摆稳定协调控制研究

针对无人车辆轨迹跟踪问题,为兼顾车辆轨迹跟踪和横摆稳定的双控制目标,提出了一种无人车辆轨迹跟踪与横摆稳定协调控制策略。根据车辆轨迹跟踪模型,基于快速幂次趋近律设计了车辆轨迹跟踪滑模控制器,旨在通过无人车辆自主转向控制跟踪参考轨迹。同时,利用滑模算法设计了车辆横摆稳定控制器,通过横摆力矩控制跟踪参考横摆角速度。考虑到横摆稳定控制器中横向车速未知的情况,设计了横向车速滑模观测器,从而为横摆稳定控制器提供信息输入。此外,利用横摆力矩控制量设计了前轮转向角补偿模块,通过轨迹跟踪和横摆稳定控制器的协调,进一步修正轨迹跟踪精度。利用CarSim和Simulink平台搭建了联合仿真模型。仿真结果表明:所提出的轨迹跟踪与横摆稳定协调控制策略能够实现轨迹跟踪,并兼顾车辆的横摆稳定性。     

城镇休闲广场座椅设施的探讨

提出了在现今的城镇广场设计中座椅设施布置不合理的问题,从广场上人们的行为特性和广场的空间特质及人体工程学在座椅设施中的应用等不同角度,论述了座椅设施在休闲广场中的布局及座椅设施本身的设计,发析了目前存在的主要问题,并指出了在未来的设计中应进一步改进设计,使城镇休闲广场的座椅设施形式多样化,将对人性的关怀融入广场设计的每个方面,设计出充满人情味的城镇休闲广场座椅。     

可调足式机器人腿部机构设计

为实现腿部机构足端轨迹多样化以增强足式机器人地面适应性，同时提高其运动稳定性，课题组基于曲柄摇杆和曲柄滑块机构设计了一种可调整足式机器人腿部机构。采用解析法对该机构进行了运动学分析，建立了以理想的足端轨迹为设计要求的单目标优化模型，考虑了腿部机构运动过程中的平稳性，引入了速度波动指标，以轨迹 速度为设计目标，采用NSGA Ⅱ多目标优化方法对机构进行优化，对优化结果进行了对比分析；基于多目标优化结果建立了腿部机构的足端轨迹库，并进行腿部机构多步态分析；以该腿部机构构建4足机器人三维模型，运用ADAMS对整机进行运动仿真。研究结果表明：多目标优化比单目标优化的轨迹误差增大了0.16%，而速度波动降低了5.84%；多目标优化与已有相关研究相比，速度波动幅值降低了25.44 mm/s。4足机器人三维模型仿真结果验证了可调整腿部机构的设计具有可行性。     

具有换道功能的自适应巡航控制策略研究

传统的自适应巡航控制车辆在面对前方低速行驶的目标车辆时只能低速跟车行驶,为提高ACC车辆的行车效率,提出了具有换道功能的自适应巡航控制策略。将ACC车辆的控制模式分为定速巡航、跟车巡航、换道巡航3种,基于速度不满意累计度设计了多模式切换策略。基于模型预测控制算法设计了定速巡航和跟车巡航纵向控制器、换道轨迹跟踪控制器,并利用五次多项式规划了换道轨迹。使用PreScan/CarSim/Matlab软件搭建仿真平台,设计多种测试工况,对设计的控制策略进行联合仿真测试。结果表明,设计的控制策略稳定且可靠。     

长时域碰撞耦合建模与CAE仿真再现

基于有限元法的事故再现CAE仿真精度高,能较为精确地模拟出车辆在碰撞过程中的变形量,但其建模针对性强,计算复杂,不适用于长时域碰撞工况的仿真再现。为此,搭建了包含有限元气囊轮胎与简化悬架的多刚体-有限元耦合模型,并基于MADYMO软件及变摩擦因数的方法实现了某长时域碰撞事故的仿真再现。仿真结果显示:仿真碰撞轨迹与事故碰撞轨迹保持高度一致,采用多刚体-有限元耦合底盘能较好地模拟车辆在运动过程中轮胎的力学特性以及车身和底盘之间的相对运动,基于导入的人体假人模型能较好地模拟乘员的二次碰撞及其受伤机理。该方法在保证仿真精度的同时极大地降低了计算成本,可为长时域碰撞事故再现提供参考。     

汽车顶盖喷涂轨迹的优化

在汽车喷涂过程中,涂料经过高速旋杯式静电雾化器到达汽车顶盖时,涂层厚度呈现不均匀的状态。为了更大程度上实现喷涂表面涂层厚度的均匀性,改善汽车喷涂质量,建立汽车表面喷涂轨迹的优化模型,并计算相邻喷涂轨迹间的最优重叠距离。将汽车顶盖离散化为多个三角平面,将汽车顶盖的平面投影按照最佳喷涂间距进行网格划分,求解相应三角平面的节点信息和喷涂该点时雾化器的坐标值,并生成汽车顶盖喷涂轨迹。通过对汽车顶盖喷涂轨迹的计算,为进一步实现对复杂曲面的喷涂轨迹优化提供了理论依据和实践指导。     

某曲轴缸体系统刚柔耦合动力学仿真研究

曲柄连杆活塞机构是发动机的重要组成部分,在运动中会受到周期性的激振力作用,直接影响着系统工作的平顺性和零部件的寿命。针对某直列6缸柴油机使用虚拟样机仿真软件ADAMS搭建了曲轴缸体系统的刚柔耦合多体动力学仿真平台,通过对活塞的位移、速度和加速度的运动规律进行模拟,以及对气缸体所受侧向冲击力和曲轴载荷及主轴颈最小油膜厚度等特性进行仿真,得到了较为可靠的运动学和力学数据。结果表明,软件模拟仿真结果与柴油机实际情况基本一致,为曲轴缸体系统进一步优化设计和提高整体性能提供了理论依据。     

基于视角不变的三维手势轨迹识别

提出了一种新颖的基于视角不变的三维手势轨迹识别方法,手势分割采用Kinect传感器获取图像深度信息,通过先定位起始点再定位结束点的方法定位手心点,使手势轨迹点定位有自动无延时的特性。采用改进的质心距离函数表示视角不变的三维轨迹特征,隐马尔可夫模型用于训练和识别有效的轨迹。实验结果表明,该方法具有光照及复杂背景鲁棒性,数字0～9的平均识别率可达97.7%。     

考虑交通信息的PHEV电量消耗轨迹预测与跟随算法研究

为提高插电式混合动力客车的燃油经济性,可利用智能交通系统(intelligent transport system,ITS)提供的多种交通信息设计工况自适应能量管理策略。为此,首先搭建了能采集多种ITS信息的仿真平台,发现了电池电量消耗速率与交通拥堵等级之间的显著相关性。据此,先利用交通拥堵等级预测剩余行程的车速以分配各路段的电量,再利用多种信息准确地预测当前路段的车速,并结合当前路段的可用电量得到电量消耗轨迹。最后在线应用时通过跟随该轨迹实现最终的能量管理策略。通过仿真分析,发现该策略的性能较CDCS策略最多可提升15%,接近动态规划所得的全局最优解。     

基于LabWindows/CVI的俯仰平台PID控制系统设计与实现

伺服俯仰平台对位置、速度控制的精度、响应时间要求很高,俯仰传动过程复杂,控制系统的传递函数难以建立。本文应用LabWindows/CVI交互式开发平台,搭建硬件控制平台,对俯仰平台的运动控制系统进行数学模型设计,并通过仿真,给出了满足要求的PID控制参数,设计了俯仰平台软硬件控制系统。实践证明：基于labWindows/CVI设计的俯仰控制系统能够满足控制系统精度和响应时间的要求,且具有操作简单、调试方便、控制准确的特点。     

基于元胞自动机的非常规突发事件群体应对决策行为演化仿真

将不同应激能力的个体组成不同的决策群体,提出了研究假设并设计了基于元胞自动机的仿真平台。利用该平台模拟了不同决策群体在非常规突发事件中的应对决策行为的相互影响和演化规律。最终给出了非常规突发事件中关于决策者选择的一般性建议。     

移动机器人路径规划的一种改进蚁群算法

提出了一种复杂静态环境下的移动机器人避碰路径规划的改进蚁群算法。基于栅格法的工作空间模型,模拟蚂蚁觅食行为,并针对移动机器人的路径规划的需要,将一些特殊功能赋予常规的蚁群算法。为了避免移动机器人的路径死锁,在路径搜索过程中,当蚂蚁探索到一个死角时,建立了相应的死角表,同时用惩罚函数来更新轨迹强度。仿真研究表明:该算法能明显改善路径规划性能,并且算法简单有效。     

基于数字图像处理的纺织物辅助设计模拟系统开发

文章研究并设计了一种基于数字图像处理技术( DIP)的纺织物辅助设计模拟系统。该系统通过将极大化思想、 K-means聚类以及形态学开闭运算有机结合,成功实现了从实际织物组织图中自动提取组织形态学结构,并提出了一种 全新的组织纱线色彩替换算法,将各种组织结构模拟到纺织物设计图样中。实验证明,该系统能够实现很好的组织模拟 效果。     

HyperMesh二次开发在汽车座椅安全带固定点强度分析中的应用

汽车座椅CAE分析优化操作经常需要对不同型号座椅开展安全带固定点强度分析,此类分析涉及的有限元模型搭建繁琐、重复操作多,但后处理过程基本相同。为此,以某项目中某一款座椅为例,运用TCL语言,对汽车座椅安全带固定点强度分析的前、后处理进行二次开发。实际应用显示:基于二次开发程序不仅提高了工作的效率和仿真的规范性,也减少了工作中由人为疏忽和遗漏产生的不当操作。     

WDM双纤双向自愈环网的研究

在光传输设计软件PTDS平台上建立了一个三节点的双向双纤环网,通过改变光纤的损耗和改变仿真系统中光功率计的接收功率来模拟单处光纤故障,仿真了该环网在给定的波长分配策略和保护策略下在单处光纤故障下的自愈性能。仿真结果的分析表明,采用该方案设计的环网具有较好的自愈性能,为环形网络的设计提供了依据。     

轿车座椅R点预测及体压分布研究

以某汽车座椅为研究对象,使用MADYMO软件预测座椅R点,并对体压分布进行研究。基于R点测量的国家标准GB11551—2003《乘坐位置H点和实际靠背角的确定程序》确定R点的预测方法。另外,基于理想体压分布图,采用舒适体压分布特征、最大压力和对称度误差这3个指标来综合评价体压分布的舒适性。在此基础上进行设计参数优化,改变座椅坐垫泡沫刚度进行各种刚度下的仿真计算。计算结果表明:两种预测结果仅相差0.001 m,说明R点预测方法较准确,具有实际应用价值;座椅泡沫刚度在0.8~0.9倍区间内,可使不同身材的乘员乘坐最舒适。     

车辆双磁流变阻尼器座椅悬架的建模及控制

采用双磁流变阻尼器提高车辆半主动座椅悬架的减振效果,建立了包括变阻尼Vogit单元、附加调节质量和弹簧的串联支路和可变阻尼并联构成的3自由度半主动座椅悬架模型。推导了该模型的动力学方程,进一步采用改进的Bouc-Wen模型建立了磁流变阻尼器的数学模型。根据悬架动力学方程给出了基于分层的控制策略,在Simulink中搭建了相应仿真模型,取人体易发生共振的3个频率信号以及随机激励信号进行测试。仿真结果表明:所提出的半主动悬架机构及其控制策略具有较好的减振效果,为半主动悬架的设计和控制提供了参考。     

轮毂电机混合动力汽车硬件在环仿真研究

以轮毂电机混合动力汽车为研究对象,基于整车ADVISOR后向仿真模型,研究了整车硬件在环仿真平台的搭建方法。通过增加驾驶员模型以及修改整车后向仿真模型中部分部件模型,构建了基于Matlab/Simulink的整车前向仿真模型。利用TargetLink将控制策略模型下载至控制器实物中,以整车前向仿真模型为基础进一步建立被控对象模型,搭建轮毂电机混合动力汽车硬件在环仿真平台,并对控制策略进行了硬件在环仿真。硬件在环仿真结果与ADVISOR仿真结果相比,存在1. 8 s的响应延迟,但仿真数值基本吻合,表明了所搭建硬件在环仿真平台的有效性,为基于后向仿真模型的整车硬件在环仿真平台快速搭建提供了理论依据。     

基于EXCEL环境的财务管理信息系统设计探讨

阐述了财务管理信息系统的基本内容,推荐EXCEL软件作为目前以用户自主直接设计、维护财务管理信息系统的最简便、最理想的设计平台与工具,在系统设计中,无需建立模型库、方法库、数据库,可采用物理模型模拟方法进行将三库的理论与内容直观地、有机地、统一地表达于工作表中,以有效地解决各种财务管理模型的设计问题。并在此基础上,通过投资决策模型设计实例,说明以EXCEL为平台系统的基本设计方法。