基于路面识别的汽车稳定系统滑模控制

深入分析了质心侧偏角、横摆角速度和路面附着系数与汽车稳定性之间的关系,根据汽车线性2自由度模型获得了汽车期望质心侧偏角和期望横摆角速度的稳定值,并提出了基于递归最小二乘法的路面附着系数识别算法。在此基础上,基于滑模控制理论采用指数趋近律分别设计了横摆角速度、质心侧偏角和两者联合为控制变量的汽车稳定滑模控制器,获得附加横摆力矩。Car Sim/Simulink仿真验证了所提出的路面附着系数估算算法的正确性和对应路面附着系数下汽车稳定控制策略的有效性。同时,基于Car Sim/Lab VIEW RT的硬件在环仿真试验,验证了所提出控制策略的可行性。     

基于可靠性的车桥结构多学科优化

为降低优化过程中不确定性因素对系统性能的影响,将考虑可靠性,即基于6σ的方法与协同优化方法相结合,建立了车桥基于6σ的协同优化模型,进行了车桥轻量化的多学科优化.结果表明,考虑可靠性的协同优化方法求得的最优解提高了系统的可靠性.     

汽车方向盘振动的优化研究

汽车方向盘在某怠速或某些工况下容易产生共振。利用UG软件建立三维模型，并通过ANSYS有限元分析软件建立有限元模型，首先利用模态分析法分析其固有频率，并进行实验，分析其实验模态频率，查找该方向盘有限元模型的可靠性。根据汽车方向盘实际工作情况，找出该方向盘的设计不足，进而对方向盘结构进行优化，通过实验验证，满足了实际要求。     

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。     

基于主动转向与差动制动协调的双级预警车道偏离防止预测控制

在设计车道偏离防止系统时,为充分利用差动制动控制和主动转向控制,同时兼顾车辆行驶的安全性与驾驶员驾驶自由,提出了一种双级预警的利用主动转向与差动制动协调控制的车道偏离防止策略。当车辆危险程度较低时仅采用差动制动控制,保证驾驶员对转向盘的控制;当车辆危险程度较高时,采用预测控制实现主动转向与差动制动系统的协调控制,使车辆能快速地回到车道中心线。选取跨道时间来设计车辆偏离预警算法,并根据车辆转向系统的响应分别设定预警阈值。为保证车辆的稳定性,采用模型预测控制算法添加合理的约束,设计差动制动控制和主动转向与差动制动协调控制器。仿真与硬件在环试验结果表明,所设计的基于主动转向与差动制动协调的车道偏离防止控制策略在保证车辆行驶安全性的前提下给予了驾驶员充分的驾驶自由。     

城际交通车辆永磁体磁流变阻尼器悬架的研究EI北大核心CSCD

为提高城际交通车辆的平顺性,将永磁体引入普通磁流变阻尼器,对其悬架进行研究。首先,根据城际交通车辆的工况特点,考虑减小阻尼器调控电流等因素,对阻尼器的磁路进行设计、计算永磁体尺寸参数,在此基础上,建立该悬架数学模型与仿真模型;然后,分别以高速公路工况和城市道路工况进行仿真;最后搭建1/4悬架试验台,进行台架试验。仿真与台架试验结果表明,所设计的悬架系统可以提高汽车的平顺性,其调控电流普通磁流变阻尼器有所减小。     

基于多体模型的汽车底盘分级式综合控制仿真研究

运用多体理论建立了电动助力转向系统和主动悬架系统的模型,以及整车动力学模型。根据车辆行驶过程中转向、悬架和制动系统之间的耦合关系,设计了中央控制器,对各子系统进行协调控制。针对EPS、ASS和ABS各子系统分别采用了PD控制、PID控制和滑模变结构控制,构成底层分级综合控制系统。仿真结果表明:将多体模型运用在汽车底盘集成控制研究中是方便可行的;采用分级式综合控制比单独控制,能更有效地改善整车的综合性能。     

识别驾驶人意图的车道偏离防避有界控制

为了防止车辆偏离车道导致交通事故的发生和避免车道偏离防避系统（Lane Departure Avoidance Systems,LDAS）对驾驶人行为不必要的干预,提出基于中心区操纵特性阈值法和基于D-S（Dempster-Shafer）证据理论的车辆偏离车道驾驶人意图识别准则,并运用CarSim/Simulink联合仿真对比2种识别准则的有效性。建立转向盘角速度为输入的车路模型,设计LDAS滑模转向控制器,基于预瞄点的侧向偏移量和横摆角速度设计LDAS的期望横摆角速度观测器,并与基于道路曲率和预瞄点侧向偏移量的期望横摆角速度的LDAS进行性能对比。运用相平面法确定保证LDAS车辆稳定性的前轮转向角最大值,并基于CarSim/LabVIEW RT硬件在环试验平台验证基于BP神经网络训练获得D-S证据理论的初始概率赋值的驾驶人意图决策算法的有效性。结果表明：所提出的识别准则能够及时识别车辆偏离车道时的驾驶人意图,为LDAS控制器介入赢得了宝贵的时间,所设计的期望横摆角速度观测器具有很好的稳定性,所提出的方法能够有效避免车辆偏离车道。     

基于制动转向协同控制的智能车紧急避障研究

为使车辆在紧急情况下能够快速稳定地完成换道避障,本文中将车辆纵向控制和侧向控制结合在一起,综合考虑车辆在紧急制动转向避障的过程中由于路面附着条件的限制可能会造成车辆失稳问题,在上层进行避障规划过程中加入基于哈密顿能量函数的理想纵向力和侧向力分配,并搭建稳态预测动态校正驾驶员模型跟踪规划的期望路径。然后利用Matlab/Simulink搭建3自由度车辆动力学模型,并基于Carsim和Labview的硬件在环试验对理想纵向力和侧向力的分配进行验证,仿真结果表明,所计算的纵、侧向力分配规律能够在车辆紧急制动转向避障时,在较短的时间和纵向距离条件下行驶到相邻车道。最后通过实车试验进一步验证了所提出方法的有效性。     

基于Pro/E和ANSYS的行星齿轮机构接触仿真分析

以齿轮轮廓线渐开线方程式为基础,根据重型载货汽车轮边减速器的行星齿轮结构以及受载特点,通过Pro/E的参数化建模,建立了行星齿轮结构的三维模型,再导入ANSYS中进一步探讨了齿轮接触中的齿轮应力.为该类行星齿轮结构的设计和分析提供了理论依据.