汽车动态仿真器运动系统控制算法研究

汽车动态仿真器的研制必须建立在驾驶员视觉，触觉，听觉及体感的高逼真度模拟的基础上，研究了体感模拟技术的算法及建模，并进行了计算机仿真，仿真结果表明，所研究的运动控制算法，可为驾驶员提供逼真的运动感觉，可用于汽车动态仿真器的开发研究中心。     

汽车动态仿真器运动系统的两种驱动算法模拟逼真度分析与比较

本文利用驾驶员前庭系统模拟型分析比较汽车动态仿真器运动系统的两种驱动自满的模拟逼真度。仿真结果表明，自适应Ｗａｓｈｏｕｔ驱动算法比传统Ｗａｓｈｏｕｔ驱动算法具有更高的模拟逼真度，因此，汽车动态仿真器用自适应算法可为驾驶员提供更为逼真的运动感觉 。     

汽车驾驶摸拟器研究现状与未来展望

汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶动作,并能在主要性能上获得与实车驾驶相同感觉的仿真设备.按用途不同,可分为训练型汽车驾驶模拟器和开发型汽车驾驶模拟器.训练型模拟器可以初步完成对新驾驶员的训练;开发型模拟器能对人-车-环境系统进行研究,从而验证事故的发生原因,预防车辆事故的发生,为汽车工程设计提供帮助.     

汽车驾驶模拟器研究现状与未来展望

汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶动作，并能在主要性能上获得与实车驾驶相同感觉的仿真设备。按用途不同，可分为训练型汽车驾驶模拟器和开发型汽车驾驶模拟器。训练型模拟器可以初步完成对新驾驶员的训练；开发型模拟器能对人一车一环境系统进行研究，从而验证事故的发生原因，预防车辆事故的发生，为汽车工程设计提供帮助。     

驾驶员运动感觉及其评价

本文提出三类感觉模拟的评价方法：主观评价，生理心理效应评价及计算机仿真评价，利用前庭系统模型，拟定了驾驶员运动感觉模拟逼真度的仿真评价方程式，并对汽车动态仿真器运动驱动算法进行了仿真评价。仿真结果表明，本文采用的前庭系统模型在所用频率范围内具有可信的精度，用它评价运动感觉模拟逼真度是行之有效的。     

汽车操纵稳定性的模拟器闭环评价与试验方法

本文以汽车操纵稳定性的闭环评价为目的，利用吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室的开发型驾驶模拟器（ADSL驾驶拟器）进行了汽车操纵稳定性的闭环试验研究。提出汽车操纵稳定性的评价应是包含驾驶员在内的闭环系统评价，并建立了汽车操纵稳定性的模拟器闭环试验方法，利用模拟器试验对汽车操纵稳定性综合评价指标的合理性进行了验证。     

基于人机工程学的汽车驾驶模拟器后视镜布置研究

为进一步提升汽车驾驶模拟器的感受真实度和视野舒适度,对驾驶模拟器上的后视镜在驾驶视景中的位置布置进行了研究。依据人机工程学原理和驾驶员的视觉特性,结合解析几何学的相关知识,分别对驾驶模拟器的驾驶视景中的左、右后视镜和内后视镜的水平方向和垂直方向的位置与驾驶员视角之间的关系式进行了推导,得到了后视镜位置布置公式。通过对该公式的应用,以期进一步提升汽车驾驶模拟器的视景逼真度,同时改善驾驶员的视觉效率、减少视觉疲劳。     

面向道路交通的汽车驾驶模拟器的研究及应用

研究开发了一套可在实验室控制条件下研究交通问题的汽车高级驾驶模拟器。该模拟器由驾驶舱系统、主计算机控制系统、驾驶员虚拟视景系统和声响模拟系统组成，既可用于模拟和分析某一真实路段的道路和交通情况，又可评价和检验设计中或已设计完的道路交通。     

新型立体动感汽车驾驶模拟器的开发

汽车驾驶模拟器是驾驶员训练教学与人机仿真试验研究的重要设备。利用汽车驾驶训练模拟器可部分代替实车训练,可学到规范化的驾驶操作手法、降低训练成本、节省燃油、缩短初期训练时间,而且有利于交通安全。文中提出一种新的具有立体动感的汽车驾驶培训模拟器,并介绍了该模拟器的原理、各系统结构及特点。     

基于多维高斯隐马尔科夫模型的驾驶员转向行为辨识方法

在线控转向系统中,采用一种基于多维高斯隐马尔科夫模型的驾驶员转向行为辨识方法,可达到辅助驾驶员驾驶、屏蔽驾驶员错误操作和提高汽车主动安全性的目的.通过驾驶模拟器采集相应工况数据,经数据预处理 后,应用Baum-Welch 算法对多维高斯隐马尔科夫模型进行优化,且应用Labview进行在线辨识,准确率达到99.8％.     

线控转向稳态增益与动态反馈校正控制算法

以29自由度汽车动力学模型为基础,提出了保证线控汽车转向增益不变的稳态控制策略,使线控汽车转向特性不随车速和转向盘转角变化;提出了基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法。仿真和驾驶模拟器实验表明,基于转向增益不变的稳态控制策略保证了汽车转向特性不变,减轻了驾驶员的负担,适合于更多的驾驶人群;基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法有效提高了汽车的稳定性。     

基于预期偏移距离的人机权值分配策略研究

针对智能车辆横向运动控制中驾驶员和辅助系统的控制权限冲突问题,本文中提出一种人机权值分配策略。采用车辆在预瞄点处的预期偏移距离(PDLC)衡量车道偏离危险度,预期偏移距离通过对预瞄偏差修正获取。权值分配函数设计时以PDLC为自变量,以保证驾驶员的权值为优先控制目标,以一定的横向运动控制精度为先决条件。在CarSim/Simulink联合仿真平台和CarSim/Labview RT硬件在环实验台上对提出的控制策略进行了实验验证和数据分析。结果表明,采用权值分配策略协调驾驶员和辅助系统的控制,可在有效跟踪理想道路中心线的前提下保证驾驶员的控制权值,降低其工作负荷以及纠正驾驶员的误操作行为。     

车队认知能力增强的通信区块间隙优化方法

为了在单车超越车队的过程中缩短超车车辆与车队间通信范围，减少车队通信压力，锁定影响车辆入队的关键车队区块，同时通过将待进入关键区块的车队进行间隙优化调整，为驾驶人提供定制化换道入队引导服务，提出了基于驾驶人超车风格特征参数的车队内信息传输关键区块锁定算法，通过分析影响驾驶人换道入队位置范围的关键因素，将驾驶人换道入队过程分为本车道速度调整过程与入队速度调整过程，利用非参数贝叶斯算法获取驾驶人超车换道特征数据并提出基于关键区块所在车队位置序列的车辆间隙优化调整策略。研究结果表明：超车车辆加速度、与前车预计碰撞时间、与车队相对速度是影响驾驶人换道入队范围的关键因素；通过非参数贝叶斯算法将超车车辆运行数据分类获取的驾驶人换道入队驾驶操作基元，可准确提供驾驶人行为特征关键参数；通过将驾驶人换道特征分为48个子类型，可锁定驾驶人换道入队范围且车队关键区块范围随着超车车辆与车队速度差值不同在各个特征类型上呈现不同变化趋势；针对驾驶人入队特征对待进入车队关键区块的车辆间隙进行优化调整，不仅可以为驾驶人提供可接受的驾驶辅助信息，同时减少了车队间隙产生过程中车辆加速度范围，提升了车队运行的舒适性。     

基于最优控制理论的制动能量回收策略研究

以混合动力电动汽车为研究对象,以驾驶员的制动意图和制动能量回收率为设计指标,基于最优控制理论设计了一套有效的制动力分配模型。仿真结果表明,该控制方法能够显著提高汽车制动时的响应速度,大约在0.5 s以内就能实现制动意图,并且能够提高制动能量回收率10%左右。     

商用车电液复合转向系统的车道保持策略

为了提高商用车的行驶安全性,避免因驾驶人的分心驾驶出现车辆偏离车道的问题,提出一种基于电液复合转向系统的商用车车道保持策略;在建立电液复合转向系统模型、二自由度车辆模型、预瞄驾驶人模型的基础上,设计基于驾驶人在环的MPC和ADRC串级的车道保持控制策略。首先,采用MPC算法将车辆横向位置控制的最优问题转化为二次规划求得目标前轮转角;然后,考虑电液复合转向系统的不确定和干扰问题,利用ADRC算法对目标转向盘转角和实际驾驶人的转向盘转角差值以转矩信号的形式进行补偿。同时研究车道保持系统对驾驶人的干预问题,引入干预系数的概念,采用模糊控制的方法,将驾驶人手力和车辆的运动状态作为输入变量,干预系数作为输出变量,保证整车行驶安全性的前提下减小车道保持辅助系统对驾驶人的干预。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和硬件在环试验对所设计的控制策略进行验证。研究结果表明：所设计的基于商用车电液复合转向系统的车道保持策略能够及时地纠正因驾驶人的分心驾驶而导致车辆偏离所在行驶车道的行为,特别是在弯道处出现驾驶人转向不足或过度转向的情况时,能够将车辆维持在车道线之内,保证车辆的行驶安全性,同时由于干预系数的设计,使得驾驶人也有良好的人机交互体验感。     

Partial range scaling method based washout algorithm for a vehicle driving simulator and its evaluation

Unlike an actual vehicle, a vehicle driving simulator (VDS) has limited kinematics, workspace, and bounded dynamic characteristics making it very difficult to simulate dynamic motions of an actual vehicle. To solve these problems, a washout algorithm was developed. The developed algorithm restricts the workspace of the VDS to within the kinematic limit and makes the person driving the VDS perceive movement of an actual vehicle. However, the classic washout algorithm contains several problems, such as time delay and the generation of a wrong motion signal caused by characteristics of the filters. So the driver feels “simulator sickness,” such as fatigue, nausea, headache and so on because of differences between the sense of movement of the VDS and that of a real vehicle. In this paper, a partial range scaling method based washout algorithm, including a tilt coordination system, is developed to enhance the perception of motion and reduce simulator sickness. It is verified by a simulation, a survey, and a bio signal analysis using an electrocardiogram (ECG).     

非线性闭环汽车系统直线行驶稳定性分析

详细研究了驾驶员－汽车闭环系统直线行驶稳定性问题。在线性范围内分析了驾驶员预瞄时间和轮胎刚度对临界车速的影响；在非线性领域内运用Hopf定理等非线性理论研究了当系统失去直线行驶稳定性后的特殖运动形式，并以某一国产汽车为例，验证了该车失去直线行驶稳定性后，将出现稳定的蛇行运动。