汽车加速过程动力学仿真模拟研究

对不同附着路面上汽车加速过程的模拟是驱动防滑控制模拟研究的基础。在建立两轮驱动汽车和四轮驱动汽车发动机模型、传动系模型、轮胎模型和车辆模型的基础上，采用MATLAB SIMULINK编制了适于加速过程模拟的动力学仿真模拟程序，并针对样车进行了各种附着路面的车辆加速过程的模拟。     

基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台

整车在环仿真测试方法可以安全、高效地验证复杂环境和极端工况等场景下自动驾驶汽车性能的有效性，基于此研发一种基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台，该平台由前轴可旋转式转鼓试验台、试验台测控子系统、虚拟场景自动生成子系统、虚拟传感器模拟子系统、驾驶模拟器、自动驾驶汽车和测试结果自动分析评价子系统组成。通过在试验台滚筒上独立加载转矩模拟车辆行驶阻力，可动态模拟不同的路面附着系数，同时利用坡度、侧倾和转向随动机构可模拟车辆俯仰角、侧倾角和航向角3个自由度；采用虚拟现实技术柔性集成车辆动力学模型、传感器仿真、复杂道路交通环境及测试用例仿真，模拟多种道路交通场景，并通过传感器仿真及数据融合等技术快速测试自动驾驶汽车智能感知与行为决策等性能指标。将自动驾驶汽车、虚拟仿真场景和试验台耦合构建一个闭环系统，完成了多项关键技术研发，包括：多自由度高动态试验台结构设计、虚拟测试场景自动重构方法和传感器数据模拟及注入方法，可满足在各种场景下测试自动驾驶汽车整车性能的需求。此外，为验证快速测试平台的有效性，以U-turn轨迹跟踪控制为研究实例，基于简化的车辆运动学模型和模型预测控制算法，在平台上搭建U-turn场景并对自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制算法性能进行大量测试。结果表明：自动驾驶汽车室内快速测试平台可以真实地模拟汽车在道路上的运行工况，自动驾驶汽车在虚拟场景中的轨迹跟踪效果良好，与参考轨迹的偏差小于8%，证明了该测试平台检测方法的有效性。     

底盘测功机机械惯量电模拟方法的研究和实现

为开发汽车排气污染物简易瞬态工况法测试系统，研究了底盘测功机机械惯量电模拟的相关理论和方法。通过汽车在底盘测功机上运行状态的动力学分析，基于汽车驱动轮转动动态特性相同的原理，建立了汽车底盘测功机机械惯量的电模拟模型。分析了简易瞬态测试工况控制要求和风冷电涡流测功器的性能特点，构建了VMAS测试工况控制系统，应用预测控制和解耦控制理论和技术，设计了底盘测功机机械惯量电模拟控制方案，开发了基于DMC，具有模型增益自校正和解耦功能的VMAS测试扭矩控制器和简易瞬态工况控制试验系统。运行试验结果表明，该系统可以较好地模拟汽车加速运动惯量。     

《汽车工程》2000年(第22卷)1—6期分类总目次

序号篇 名期数页次2000016200003820(0055200130832001310520()0【30920(蝴200003720(觯2000051200006820(嬲200008520()01086 一、综述薄壁件的装配误差诊断与控制综述国内外汽车噪声法规和标准的发展电动汽车动力驱动系统现状及发展天然气发动机的发展现状与展望轻型越野汽车的结构参数统计分析与发展趋势 =、汽车试验研究车辆动力学稳定性控制的理论研究汽车尾迹涡的形成及其控制汽车外流空气动力模拟一种进一步降低轿车空气阻力的方法含第二次碰撞的车对车碰撞事故模拟计算模型研究四轮转向汽车自适应模型跟踪控制研究利用声全息方法识…     

基于带切换增益模糊调节的滑模控制算法的车辆电液制动系统

针对汽车线控电液制动系统建立了单轮车辆模型,研制了一种新的状态观测器对车速进行估算,试验结果表明该方法正确实用.采用切换增益模糊调节的滑模控制算法对非线性时变的车辆实施基于最佳滑移率的制动控制,在Matlab/Simulink中的仿真结果和验证试验都表明在汽车线控制动系统应用该算法是可行、有效的,在该算法的控制下汽车可获得比一般滑模控制更好的制动性能.     

汽车磁流变减振器半主动空气悬架仿真研究

根据空气弹簧刚度试验,建立了1/2汽车垂向振动模型。进而,依据天棚控制和地棚控制特点,设计了汽车磁流变减振器半主动空气悬架综合控制策略。在Matlab/Simulink环境下对带有不同控制策略的悬架系统进行性能仿真。对比时、频域仿真结果表明:采用综合控制策略不仅能提高汽车平顺性,且能保证汽车的操纵稳定性,使车辆综合性能得到改善。     

汽车托运平板车辆的模拟试验方法研究EI北大核心CSCD

为了在整车开发的前期阶段及早预测车辆在运输过程中的疲劳失效问题,搭建了汽车托运平板车辆模拟试验台架,制定了试验方法并进行试验。将耐久试验车辆零件的失效模式与实际汽车托运平板车辆运输过程中车辆零件的失效模式进行对比,验证了汽车托运平板车辆模拟试验方法的有效性。     

汽车托运平板车辆的模拟试验方法研究

为了在整车开发的前期阶段及早预测车辆在运输过程中的疲劳失效问题,搭建了汽车托运平板车辆模拟试验台架,制定了试验方法并进行试验。将耐久试验车辆零件的失效模式与实际汽车托运平板车辆运输过程中车辆零件的失效模式进行对比,验证了汽车托运平板车辆模拟试验方法的有效性。     

汽车动力学模拟动画实现

车辆动力学动画模拟在汽车技术领域中已得到广泛应用，用ＣＡＤ软件构造出车辆逼真的三维实体车辆模型，将计算结果通过动画重放出来，这样人们可以利用感性经验从整体上去分析车辆的动力学性能，如车辆的操纵性能、抗倾翻性能；在车辆交通事故的研究中，也可利用动画去模拟分析事故原因，帮助目击者回忆事故场景。我们对此做了初步研究，本文做一介绍。     

车载式自诊断装置技术的发展方向

近年来，随着汽车不断装备电子元器件和采用电子控制方式，使整个汽车控制系统变得越来越复杂。因此，如果一旦出现故障，就需要迅速诊断出故障部位，以提高汽车的使用性和检修的方便性。另一方面，当车辆发生故障时，仍能确保车辆有关系统的基本性能，可就近到检修站排除故障，为此，开发了车载式自诊断装置和故障保险装置。     

公路隧道大型振动台抗减震模型试验方案设计

西藏某隧道隧址区地震烈度高,受多条活动断层影响,为了确保隧道抵御强震和减小活动断层对隧道的影响,对该隧道进口段大型振动台模型试验方案进行研究。首先介绍振动台模型试验模型箱的设计,并对整个模型体系模拟的范围和相似关系进行剖析。然后,在参照已有研究成果并结合本次试验拟定的相似关系基础上,确定模拟模型岩层和模型衬砌的材料。同时,以该隧道进口段数值模拟结果为基础,选择振动台模型试验测点的布置位置。最后,结合隧址区所处的地震环境,编制模型试验的加载制度。最终试验现象证明,本次试验方案是成功的。     

线控转向系统故障检测及容错控制协同设计

为解决线控转向系统故障可能导致车辆失控的问题,提出一种故障检测及容错控制协同设计方法。首先,建立了包含线控转向系统加性故障的车辆动力学模型;其次,联合车辆动力学模型及故障检测/容错控制器,建立跟踪误差闭环控制系统;然后,求解满足闭环系统H∞性能的线性矩阵不等式,得到故障检测/容错控制器参数;最后,基于dSPACE Full-Size HIL进行硬件在环仿真测试。结果表明,该方法可快速检测出转向系统故障,同时实现了车辆的容错控制。     

Fault detection and isolation for a full-scale railway vehicle suspension with multiple Kalman filters

Reliability and dependability in complex mechanical systems can be improved by fault detection and isolation (FDI) methods. These techniques are key elements for maintenance on demand, which could decrease service cost and time significantly. This paper addresses FDI for a railway vehicle: the mechanical model is described as a multibody system, which is excited randomly due to track irregularities. Various parameters, like masses, spring- and damper-characteristics, influence the dynamics of the vehicle. Often, the exact values of the parameters are unknown and might even change over time. Some of these changes are considered critical with respect to the operation of the system and they require immediate maintenance. The aim of this work is to detect faults in the suspension system of the vehicle. A Kalman filter is used in order to estimate the states. To detect and isolate faults the detection error is minimised with multiple Kalman filters. A full-scale train model with nonlinear wheel/rail contact serves as an example for the described techniques. Numerical results for different test cases are presented. The analysis shows that for the given system it is possible not only to detect a failure of the suspension system from the system's dynamic response, but also to distinguish clearly between different possible causes for the changes in the dynamical behaviour.     

基于车用柴油机不平衡数据集的故障识别组合模型

基于车用柴油机的不平衡数据集,根据对应故障发生频次高与低,将模型建立对象分为样本丰富的大数据量故障与样本集不完备的小数据量故障两种。面向前者,基于XGBoost （Extreme Gradient Boosting） 分类算法构建故障识别模型,面向后者,基于模糊神经网络构建故障识别模型,然后针对两类模型进行参数调节以获得最优效果,并分别建立评估机制。模型评估结果表明,该故障识别组合模型能够较为精确、全面地识别大多数故障种类,是一种对数据量要求不高且总识别率超过80%的多适应性识别模型算法,可作为汽车维保工作中的重要工具使用。     

SOM-BP神经网络在机械故障诊断中的应用研究

从信息融合的角度出发,以自组织特征映射网络SOM和误差反向传播网络BP为理论基础,提出了SOM-BP神经网络模型,引用某内燃机燃油系统故障及其相关参数作为训练样本建立诊断模型。通过仿真试验,验证了SOM-BP神经网络在机械故障诊断中的正确性和精确性。     

重型载货汽车气压制动系统危险状态识别

针对重型载货汽车因气压制动系统发生管路破裂、机械故障或热衰退导致制动效能下降且不易察觉从而引发严重交通事故的问题，提出基于主成分分析降维（PCA降维）和马尔可夫模型的气压制动系统危险状态识别方法。考虑到三轴载货汽车双回路制动系统的结构复杂性以及制动过程制动踏板动作、系统压力建立和实现车辆减速具有明显的时序性特点，首先采用PCA降维的方法对系统状态进行辨识；然后运用驾驶人制动意图与制动系统响应的双层隐形马尔可夫模型对系统状态进行识别。受驾驶人习惯影响制动踏板作用瞬间辨识度低，采用混合高斯聚类法提取不同制动意图时制动保持阶段数据建立制动意图识别模型和系统响应识别模型，通过二者匹配程度判定系统状态。最后，分别依据实车试验数据对模型进行离线训练和在线辨识验证。试验结果表明：系统正常状态下，基于PCA降维和马尔可夫模型相结合的识别方法能够准确、有效地识别制动系统状态；制动管路断开压力降低状态下，PCA降维方法能够及时有效识别其危险状态。     

Fault tolerant nonlinear control with applications to an automated transit bus

This paper presents an integrated structure for a passive and active fault tolerant control (FTC) design approach in the framework of a robust nonlinear control technique called Dynamic Surface Control (DSC). As motivated by the automated vehicle application, we consider two categories of possible faults: pre-specified (a priori) and non-specified faults. It is first shown that DSC can be considered as a passive FTC approach in the sense that it gives simultaneous robust stability to a set of nonlinear systems even in the presence of model uncertainties and the pre-specified faults. Then, the non-specified fault is classified depending on the fault’s impact on the closed-loop system and isolatability from a fault detection and diagnosis (FDD) system. If a fault is both intolerable and isolatable, an active FTC approach is taken which includes FDD and controller reconfiguration. More specifically, trajectory reconfiguration is considered to accommodate the actuator fault, i.e., to compensate for the performance loss due to the fault within the framework of a switched hierarchical structure. Finally, the integrated structure for the longitudinal control of an automated transit bus is designed through the proposed method. Simulation results of the fault tolerant controller are shown for both single and multiple multiplicative faults. This controller was implemented on the California PATH transit buses in a demonstration of automated public transportation technology in San Diego, California in August of 2003.     

基于CANoe的汽车故障诊断系统研制

利用CAN总线开发工具CANoe,开发出汽车故障诊断系统,用于汽车故障的离线和在线诊断。通过建立CANoe和Access软件的通信接口,实现对汽车CAN总线上传故障码的采集,并对故障码进行数据库管理。实际应用表明,该诊断系统能快速、有效地进行故障信息的采集、分析和管理。     

Prediction of antilock braking system condition with the vehicle stationary using a model-based approach

An Antilock Braking System (ABS) is one of the most important safety facilities equipped in modern vehicles. A self-test is therefore embedded into its ECU to identify any electronic malfunction. However there is no effective method to predict or check its mechanical conditions routinely to ensure its functionality. Because the ABS system is merely actuated above a particular speed in emergency stops, the current brake test facilities are not adequate for ABS test. Because of the dangers involved it would not be acceptable to use a public road to implement such a practice for fault detection so an alternative means must be sought. To provide a safe and convenient solution this paper proposes a novel method to predict ABS faults whilst the vehicle is stationary. In this situation a model-based approach is applied to predict various faults from the ABS, especially from its hydraulic subsystem. As such, a mathematic model is developed to describe the operating processes of ABS including possible faulty conditions. An autonomous control strategy is also designed to actuate the control module independently without the knowledge of the control algorithms embedded in an ABS control module. This approach is evaluated through a Simulink simulation.     

某型履带式车辆电源系统故障分析与排除

某型履带式车辆中修后,原地试车时电源系统出现故障,针对其故障,阐述了工作原理,分析了故障原因,排除了故障,提出了预防故障的方法技巧。