商用车辆在长大下坡时制动失效及控制研究

长大下坡制动失效时的控制研究对商用车辆安全行驶至关重要。为了使商用车辆在长大下坡制动时能够满足ECE制动法规的要求,提出了基于商用车辆剩余制动性能分析方法和制动器Bang-Bang策略的ABS控制算法。通过动力学的理论分析和硬件在环测试试验,研究了商用车辆在制动失效工况下有、无ABS控制器对剩余制动性能的影响。结果表明:无ABS车辆,在制动失效工况下均不满足ECE法规要求;硬件在环试验表明虽然存在等同实车的硬件系统带来的时滞,但提出的控制算法对车辆剩余制动性能控制依然有效可行。     

教学场地资源智能调度系统的研究及设计

介绍了基于Web的教学场地资源智能调度系统的设计目标、设计原则、数据模型、体系结构和功能框架,系统是以数据库技术、互联网和通信技术为依托,通过服务器与客户端的连接,实现在局域网上对教学场地资源的信息化管理,并通过短信平台发布调度处理信息,以满足师生对场地资源使用的需要,提高场地资源利用率,提高管理工作准确性。     

基于UWB的智能召车导航定位系统研究

为提高智能召车系统导航定位的准确性,保障停车场取车效率,提出了一种基于超宽带定位技术(UWB)的智能召车导航定位系统。建立了基于UWB的智能召车定位模型和运动学模型,采用双向测距方法进行车辆与车主之间的测距,针对标准三边测量法定位不确定的问题,提出了改进的三边测量法,对定位点进行加权优化,提高了定位的可信度。分析了导航定位系统的误差,提出采用无迹卡尔曼滤波进行定位数据的优化,在保证精度的同时提高计算效率。最后对导航定位系统进行智能召车静态和动态导航定位试验,结果表明:该系统定位精确,运行稳定,能够满足智能召车导航定位系统的需求。     

金属带式CVT电液控制系统硬件在环仿真研究

CVT由于具有结构紧凑、平顺性好、优良燃油经济性等特点,在汽车传动系统研究领域应用广泛。传统离线仿真受数学建模等局限性,难以保证仿真结果的可信度和精度。硬件在环仿真测试能够模拟汽车在实际中的各种极限工况,重复性好,同时可以在测试过程中修改模型方案和快速进行验证,极大程度地降低控制系统开发过程中的成本,缩短开发周期,提高模型的准确程度。基于NI-PXI硬件在环测试系统与NI公司提供的VeriStand软件搭建金属带式CVT硬件在环测试平台,同时利用ECM控制单元和Woodward公司提供的MotoHawk、MotoTune软件下载控制算法模型,对CVT电液控制系统模型与控制算法进行联合仿真完成实时仿真验证。测试结果证明设计的CVT硬件在环仿真系统的有效性与准确性良好。     

基于MCGS的AI智能调节仪液位控制研究及实现

介绍了基于MCGS的智能仪表液位控制系统组成和控制算法。以THJ-3高级过程控制实验装置为基础，构成了以中水箱液位为副控变量、下水箱液位为主控变量串级控制系统。系统采用AI智能调节仪并运用PID控制算法在组态软件MCGS中进行了实验测试，结果表明该系统可实现数据采集、动态数据显示和现场设备的实时监控，调试和运行。实现了对过程参数的无稳态误差控制，具有良好的稳态性能和动态性能。     

基于模型辨识的CMOS图像传感器热电制冷系统滑模控制

为了提高CMOS图像传感器热电制冷系统的工作性能,解决CMOS图像传感器工作时由于积热导致的暗电流问题,提出了基于模型辨识的CMOS图像传感器热电制冷系统滑模控制方法。分析了CMOS图像传感器热电制冷系统的传热机理,进而建立了CMOS图像传感器热电制冷系统在工作点附近的控制模型。针对辨识出的模型在不同工作点参数变化较大的问题,设计了对CMOS图像传感器热电制冷系统参数变化不敏感的基于指数趋近律的滑模控制器,以提高系统的鲁棒性。利用Matlab/Simulink对系统进行仿真分析,仿真结果表明:相比于传统的PID控制算法,滑模控制方法的动态响应和稳态精度均更优。最后,在实际的CMOS图像传感器热电制冷控制系统中进行了实验测试,结果表明:室温20℃的条件下,输入不同的温度指令滑模控制算法的稳态误差均小于PID控制算法,为±0. 1℃,满足CMOS图像传感器热电制冷控制系统的温控精度的要求。     

智能车队跟车纵向控制算法设计及仿真验证

为了解决智能车队自动跟随前方车辆行驶的问题,首先基于理论分析模型和车辆实验数据结合,建立智能车队行驶过程中纵向动力学模型。然后基于模糊智能控制算法,建立智能车队领航车驾驶员模型、车队跟随车辆跟车模型,最后通过Matlab/Simulink/Stateflow平台搭建数学模型。该模型简洁、准确,能满足车辆避撞和跟随的要求。通过仿真分析,验证了模型的正确性和合理性,可达到提高驾驶安全性、减少交通堵塞的目的。     

智能车辆路径跟踪横向控制研究

针对传统基于单一控制方法的车辆路径跟踪控制算法无法准确跟踪路径的缺点,以智能车作为研究对象,提出基于预瞄控制和模糊滑模控制的车辆横向控制算法。基于智能车在横向控制中的运动特性,建立横向和横摆两个自由度的车辆模型。针对传统基于反馈控制的方法实时性差的缺点,通过建立预瞄模型来获取预瞄偏差,保证车辆在行驶中提前预估前方道路环境信息,提高实时性。基于滑模和模糊控制,设计了智能车辆路径跟踪横向控制器。采用由集成偏差组成的滑模切换函数及其微分作为控制器的输入,把对误差的控制转化为对滑模函数的控制,保证了车辆转向时的稳定性。Matlab/Simulink的仿真结果表明:智能车辆路径跟踪横向控制器能够在曲率急剧变化的路段实现路径准确跟踪,满足车辆实际行驶要求。     

基于转向临界的AFS和ESC集成控制研究

基于前轮转向临界设计主动前轮转向系统(AFS)和电子稳定性控制系统(ESC)的稳定性集成控制算法。采用人-车-路闭环系统,通过计算转向临界,运用线性二次型最优控制(LQR)和迭代学习PD死区控制设计AFS和ESC集成控制算法。通过CarsimMatlab/Sumilink模拟极限工况下稳定性集成控制效果。仿真结果表明:基于转向临界设计的AFS和ESC的集成控制算法优于其单独控制算法,能更有效地控制汽车横摆角速度、质心侧偏角、侧向加速度,使车辆准确跟踪目标路径,提高车辆在极限行驶工况下的操纵稳定性和舒适性。     

基于时间卷积的燃料电池汽车能量管理策略

为了适应智慧交通与智能网联汽车的快速发展,依据北京部分地图建立了智慧交通模拟数据集,结合因果膨胀卷积和残差连接的网络结构,设计并验证了新型基于时间卷积的数据驱动速度预测模型。为了提升燃料电池汽车的节能性,建立了等效氢耗的多目标优化函数及动力源寿命的约束条件。为了提高策略的实时性,建立了能量管理策略凸优化数学模型,使用了OSQP(operator splitting quadratic program)求解算法,在满足需求功率和计算实时性的前提下,通过合理分配动力源的输出功率,减少了动力源的寿命衰减。结果表明,提出的基于智慧交通的凸优化燃料电池汽车能量管理策略,相比于动态规划计算时间减少了90%以上,并保持等效氢耗基本一致。     

协同自适应巡航控制系统跟车算法设计

针对协同自适应巡航控制系统,采用基于模型预测控制原理的一种鲁棒跟车控制算法。考虑头车位置、速度、加速度等信息建立带有头车加速度干扰的车间纵向动力学模型。考虑跟车过程中的舒适性和安全性,建立了带有误差修正项的模型预测控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。从Carsim/Simulink联合仿真可以看出:跟随车辆与前车的车间距始终大于最小安全距离,同时跟随车辆的加速度峰值比头车小,且变化趋势也更为平缓。在达到协同自适应巡航控制系统目的的同时,满足了安全性和舒适性的要求。     

一种架空轨道穿梭车的参数优化与仿真分析

研究了一种架空轨道穿梭车,可用于多种工业场合的物料运输。为了提高穿梭车的工作效率,减小轨道垂向不平顺引起的车身垂向振动,基于H2优化确定了悬架的最优参数,使车身垂向振动的能量最小。为验证悬架参数的合理性,分别对1/4车模型和整车模型进行仿真。对1/4车模型进行数值仿真,仿真结果验证了参数的合理性。基于Simpack建立了整车的多体动力学模型,利用根轨迹法计算了整车模型在美国六级轨道谱下失稳的临界速度,仿真结果满足设计要求,再次验证了参数的合理性。     

自抗扰算法在无人车路径跟踪控制中的应用

为了提高无人驾驶车辆路径跟踪的精度与稳定性,设计一种对车辆不确定性和外部干扰具有较强鲁棒性的ADRC控制算法,并基于粒子群优化算法对其关键参数进行整定,进一步提高控制器效果。该控制算法优势在于设计简单,计算量较小,能够实时估计和补偿未知扰动。基于Matlab/CarSim联合仿真平台,对所研究算法与PID算法进行仿真验证。结果表明:在双移线工况下,与PID控制器相比,所提出的ADRC控制算法具有更强的鲁棒性,能够有效改善由道路曲率变化而导致车辆抖动的问题,实现更加精确、稳定的路径跟踪效果。     

基于分层式控制器的纯电动汽车车距控制研究

鉴于智能车辆的车距控制研究大多是针对传统燃油车,并缺少对多工况控制算法的研究,在Carsim/Simulink平台搭建了纯电动汽车动力学模型,以行车安全性为首要目标,结合驾驶员的驾驶特点和乘坐舒适性,建立了一种可变安全距离模型,设计了线性二次型最优控制理论和模糊控制理论相结合的分层式控制器,针对前方无车的情况,设计了定速巡航控制器。基于Carsim和Simulink联合仿真平台,对起停工况、定速巡航工况和距离保持工况进行仿真验证,结果表明分层式结构控制器具有较好的控制效果和鲁棒性,使智能车辆按照期望距离和速度安全行驶。     

高精度智能RLC参数测试仪的研究

测量精度是智能ＲＬＣ参数测试仪的重要技术指标，为了提高仪器的测量精度，文中从高精度智能ＲＬＣ参数测试仪的测试方案、关键电路和误差源着手，提出了有效改善测试仪精度的具体方法和措施。     

基于DSP的分布式温度调节控制系统

选用ＤＳＰ器件取代低端的微处理器进行数据采集与处理,结合CAN总线和USB通信技术,实现了一种具有网络功能、能运行复杂控制算法、适用范围广的分布式温度调节控制系统。对系统硬件和软件的设计进行了详细描述。最后,将该系统应用一个水温控制实验平台进行测试。测试结果表明,所设计的基于DSP的分布式温度调节控制系统的软、硬件均运行正常,能达到预期的目标,具有一定的应用价值。     

一种通信与测控虚拟实验平台的设计

为了设计便捷的测控实验平台,提高仪器仪表智能化水平,利用G语言LabVIEW实现友好的虚拟面板,并将仪器的智能部分交给计算机处理,设计出通信与测控虚拟试验平台.该平台界能够实现串口通信、GPIB通信两种通信形式.并且完成测量数据存储、显示、分析计算和打印等一体化功能.经过测试,该平台数据采集速度快,能够对目标对象参数进行有效地处理与结果输出,以及与其他设备良好的通信能力.     

农机作业履带式行走张紧系统的自适应控制策略

为了改善农机作业履带张紧系统的行走性能,探讨了一种基于仿人智能的履带张紧自适应控制策略。剖析了履带式行走张紧系统存在的控制问题,总结了履带张紧过程的控制论特性,探讨了自适应控制策略与控制算法。以工业系统中典型的2阶滞后过程控制为例进行研究。仿真对比实验验证了基于仿人智能的控制算法可以取得更好的控制品质和控制效果。仿真结果表明:基于仿人智能的控制策略是一种可供张紧系统设计参考的自适应控制策略。     

智能悬架模块切换及底层控制器算法研究

为了满足车主在不同路况下对车辆悬架性能的需求,通过提出一种新型的智能悬架系统,结构上包括切换控制器以及主动控制、馈能2个子模块。顶层控制器采用单-双阈值的模块切换策略,根据路况匹配功能模块;底层分别采用BP-PID算法、LQG算法控制相应的功能模块。在Matlab/Simulink软件中对底层控制器进行仿真,结果表明:所设计的智能悬架系统在B级路面能够改善汽车平顺性,在D级路面能够有效提升汽车综合性能,底层控制器的设计符合要求。     

汽车碰撞翻滚事故逆向分析

为了真实、准确地再现汽车碰撞翻滚事故过程,分析了汽车翻滚事故的力学模型及翻滚过程。针对某一实际案例,通过对事故现场勘查结果的仔细核查,应用计算机辅助软件PC-Crash建立车-车碰撞模型,设置事故车辆参数及事故信息参数,在模型中以二维和三维视图的形式逆向还原了汽车碰撞翻滚的整个过程,并通过碰撞速度的计算验证,得出此种方法逆向分析误差为2%,证明了该逆向分析方法的有效性及可靠性。