汽车ACC系统算法仿真研究

巡航车辆的跟随特性和安全车距控制是ACC控制系统算法的核心。ACC算法采用分层式控制结构,以线性二次型算法为上层控制器核心,根据传感器测得车辆信息进行运算,通过间距控制策略和控制算法得到期望加、减速度;下层控制器以逆车辆动力学为基础,以MATLAB为平台建立节气门和制动力控制模型,得到期望节气门开度和制动力,实现车辆加速、减速运动控制。通过MATLAB和Car Sim联合仿真方式进行仿真实验,对经典线性二次型算法、改进线性二次型算法、综合线性二次型算法3种算法的间距策略进行仿真研究对比。对比3种算法的优缺点,并进行"走-停"工况进行验证。实验结果表明:改进后的算法更适合车辆自适应巡航特点,具有良好的平顺性与安全性,尤其较紧急制动工况下,停车平稳,提高了乘员舒适性与安全性。     

无人驾驶车辆自适应巡航控制策略

为匹配无人驾驶车辆安全性需求,设计适用于不同行驶场景的自适应巡航系统。设计分层控制架构。上层控制器运用考虑前车加速度变化的模型预测控制策略,求解出巡航车辆期望加速度,并传递给下层控制器。下层控制器计算出车辆期望加速度与节气门开度或制动压力间的转换关系,据此控制车辆实际加速度。将自适应巡航系统模型分为平稳起停、稳变速、急变速3种行驶模式,基于MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真平台进行仿真模拟。结果表明：控制策略能在各行驶模式下稳定跟随前方车辆同时保持合理的车间距离。     

矿用汽车动力源功率匹配控制策略

针对矿用汽车发动机工作点分布于燃油低效区的问题, 提出了基于功率匹配的交流传动控制策略, 使得传动系统能够根据车辆工况的变化相应改变发动机输出功率。确定了电传动系统功率区, 引入了车辆负荷度评价车辆所处工况的负荷程度, 设计了3层结构的控制策略, 上层算法中使用滑动平均滤波算法对轮边电机转速进行预处理, 计算车辆负荷度; 中层算法利用三维模糊控制器, 根据车辆负荷度及发动机转速计算了参考功率; 下层算法中驱动系统追踪给定的参考功率, 实现了矿用汽车的功率匹配。为验证功率匹配控制策略的控制效果, 搭建了电传动试验平台进行验证。验证结果表明: 控制策略能够快速识别矿用汽车启动、爬坡、突遇负载、下坡等常用工况的负载变化, 并计算适合当前负载的驱动功率, 保障了矿用汽车在恶劣工况下的动力性; 稳态试验考察了控制策略下矿用汽车的节油效果, 发动机工作点分布在最佳燃油经济性曲线附近, 负载为40kW时, 功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少10.8%, 负载为80kW时, 功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少4.8%, 验证了功率匹配策略的有效性与可行性。     

智能电动汽车自适应巡航分层控制研究

针对前车频繁变速而引起的电动车跟踪性差的问题,建立基于分层控制的自适应巡航控制系统。首先,考虑前车加减速变化的影响,采用可变时距策略作为期望安全车距,利用多项式拟合法分析不同车间时距对线性二次型最优控制算法的反馈增益矩阵的影响,建立基于改进线性二次型最优控制的上层控制器;然后,应用分数阶PID控制理论建立下层控制器,对期望驱动转矩和制动压力进行精确跟踪,并采用遗传优化算法寻优整定分数阶PID参数。研究表明：基于分层控制建立的自适应巡航控制器能保证车辆行驶安全性和舒适性,对前车频繁加减速工况具有较好的适应性,跟踪性能好。     

无级自动变速器之武功心法

CVT（无级自动变速器）即无级变速技术，它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。CVT与常见的AT变速器最大的不同是在结构上，AT仍存在挡位，而CVT则可以实现全程无级变速，使车速变化更为平稳；没有AT传统变速器换挡时那种顿挫的感觉，使得舒适性提升一个水平。     

车辆自适应巡航控制算法的设计与仿真

为实现智能车辆的自适应巡航功能,基于车速跟踪及PID控制理论设计了具有上下两层结构的自适应巡航控制系统.下层控制器根据上层控制器计算出的期望车速对节气门开度和制动力矩进行协调控制.在保证控制精度的前提下简化了算法.多种工况下的仿真实验表明控制器的控制效果良好.     

装配AMT的HEV动力总成协调控制策略

为了有效改善装有AMT的混合动力电动汽车(HEV)换挡品质和加速性能, 分析了换挡过程的协调控制方法, 在Matlab/Si mulink平台上建立了换挡仿真模型, 并对换挡过程协调控制进行了仿真。研究结果表明: 在各种状态切换过程中, 采用仿真模型能够对HEV换挡过程协调控制进行模拟, 在Ⅰ挡升Ⅱ挡换挡过程中, 动力中断的时间仅为1.2 s, 保证了动力传递的平稳性; 提出的改善车辆加速性能的改进措施与优化控制策略, 使车辆0~100 km.h^-1加速时间由14.82 s降低到12.39 s。     

工程车辆动态换挡规律研究

工程车辆自动换挡通常模仿汽车换挡规律而采用2参数或者3参数自动换挡技术,也有根据工程车辆的特点而提出以提高液力变矩器的效率为目的的4参数自动换挡策略,然而这些都是静态的换挡规律.在汽车"动态3参数换挡规律"基础上,提出了工程车辆"工程车辆动态换挡规律"(车速、加速度、油门开度、油泵压力),建立了传动系统及车辆各主要部分模型,在换挡时考虑工作油泵压力的变化和道路坡度角对加速度的影响,推导出最佳换挡点与动态参数的关系,并应用解析法对最佳换挡点进行求解,最后进行了试验验证.结果表明,动态4参数自动换挡规律更符合工程车辆的实际工作情况,在兼顾燃油经济性的同时能最大限度地提高车辆的动力性,并且换挡冲击度很小.     

双离合器自动变速器换挡控制策略研究

换挡控制是研究双离合器自动变速器(DCT)的一个重要方面,在建立DCT车辆传动系统动力学模型基础上,分析换挡过程输出轴转矩变化、发动机和双离合器的转速特性;针对换挡过程开环控制方法的不足,提出了离合器的压力控制方法,及联合发动机转速/转矩控制的DCT车辆换挡过程离合器接合控制策略;建立了DCT车辆换挡过程Simulink仿真模型,对其换挡特性进行仿真分析。仿真结果表明:在换挡过程中,输出轴转矩没有过多的波动,能够改善DCT车辆换挡品质。     

新手学车谈变速

1．驾车中正确切换挡位 换挡能改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。所以我们在驾车时应正确换挡,尽可能挂入高挡行驶。自动挡的车辆加速时应慢踏油门踏板。行驶后车速一上来就应尽快挂上直接挡,不宜在低挡行驶时间过长。     

连续流交叉口信号协调配时及延误模型

为解决连续流交叉口车辆二次停车和人-车冲突问题,防止车辆排队溢出,破坏连续流交叉口稳定的运行状态,提出人-车信号协调优化控制策略.根据车流运行特征,协调主、预信号配时,优化信号相位方案,以车均延误最小为目标构建优化模型.通过仿真对比可知,本文模型计算的延误估算误差在5％以内.通过案例分析可知,现状方案南北左转车均延误和...     

新型混合交通交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法

新型混合交通环境下的交叉口交通控制可通过信号灯控制与自动驾驶车辆的轨迹控制协同实现,能够极大地优化道路通行资源利用效率。已有研究中,信号配时与车辆轨迹集中优化的控制策略难以应用于车辆自组织控制的现实场景,且往往计算复杂度较高。本文提出一种无中心框架下基于逻辑的交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法。基于协同理论中的快慢变量主动伺服控制原理,设计一种交叉口信号配时慢变量与车辆轨迹策略快变量协同框架,并分别提出基于逻辑的信号配时优化和网联自动驾驶车辆轨迹协同控制方法。协同控制方法可以在车辆自主控制的条件下,一方面,实现交叉口信号配时动态适应交通需求;另一方面,实现网联自动驾驶车辆主动优化驾驶速度,高效通过交叉口。而且网联自动驾驶车辆在进口道可引导混合车队高效通过交叉口,降低绿灯启动损失,提高交叉口通行效率。仿真实验表明,本文的协同控制方法相较于传统控制方法可显著降低交叉口车辆平均延误,同时,基于逻辑的决策模型可实现快速求解。通过对网联自动驾驶车辆控制策略关键参数的敏感性分析,进一步讨论新型混合交通流交叉口通行公平性,并比较在不同网联自动驾驶车辆渗透率下的控制效果。     

Control of energy regeneration for electric vehicle

To extend electric vehicle (EV) running distance, the vehicle energy regeneration (ER) method and vehicle control strategy were designed based on the original vehicle braking system. The ER principle of direct current (DC) brushless motor was studied, the motor mathematical model and PI control method with torque close-loop were built. This control method was applied to pure EV and the real road tests were evaluated.The ER control does not make any significant uncomfortable influence brake feeling and can save about 10% battery energy based on 3 times economic commission for Europe (ECE) driving cycles.     

混合交通流条件下区域交通信号控制优化模型

针对传统区域交通控制技术无法应对机非冲突干扰的问题, 结合中国城市道路混合交通流的特点, 研究了交叉口与路段非机动车对机动车的干扰。分析了区域路网机动车交通特征, 确定了混合交通特性相似的区域。基于路段非机动车的阻滞作用, 分析了交叉口通行能力的折减与相邻交叉口相位差的优化。以区域路网机动车总延误为优化目标, 建立了非机动车影响条件下的区域交通信号控制优化模型, 优化了信号周期时长、绿信比和相位差等参数, 并利用遗传算法求解模型。利用VISSIM仿真软件, 以上海市杨浦区五角场环形区域路网为例对优化模型进行验证。验证结果表明: 现状信号控制方案下区域路网7个交叉口机动车的车均延误为24.5~42.9s, 平均为35.99s, 路网总延误为256.39h, 优化后交叉口的车均延误为21.8~36.4s, 平均为30.12s, 路网总延误为214.57h, 7个交叉口车均延误减少了10%~24%, 平均为16.31%。可见, 优化模型能够显著降低区域路网车均延误与总延误, 提高区域路网通行效率。     

车路协同环境下群体车辆诱导与协同运行方法

为解决城市发展带来的交通拥堵问题,发掘道路交通的潜力,提高车路协同环境下车辆在路网中的行驶效率,面向群体车辆提出了一种诱导优化方法和协同控制策略;在车辆诱导分配方面,在起始点和目的地之间的可达路径中,以交通效率最优、车辆排放最小为目标,设计了基于道路饱和度、车辆行程时间和延误的群体车辆分配规则,建立了群体车辆诱导分配优化模型,并用多目标非支配排序遗传算法-Ⅱ(NSGA-Ⅱ)和多目标粒子群优化算法进行求解;在车辆协同运行控制策略方面,基于引力场思想建立了多车协同运行模型,并提出了多车协同加减速策略;通过仿真验证比较了不同网联自动驾驶车辆(CAV)渗透率下的车辆诱导优化结果,同时仿真了车辆协同加减速策略,并将诱导优化方法和协同控制策略进行了联合仿真。仿真结果表明:多目标诱导分配方法可以提升车辆速度和环境效益,且群体车辆平均速度与CAV渗透率正相关;在四车组队行驶环境中,车辆协同加减速策略能够将车辆在加速和减速时的初始平均加速度分别提高15.0%和8.2%,让车辆快速达到目标速度,保障行车安全;在联合仿真环境中,路网群体车辆的加速度平均提高了11.6%,速度平均提高了1.6%,碳氧化合物排放量减少约4.9%。由此可见,提出的方法能够提高路网通行效率,降低车辆能源消耗,减少对环境造成的不良影响。      

混合动力客车模式切换多控制器的协调控制

分析了并联混合动力客车由纯电动驱动模式向发动机单独驱动模式切换的过程, 借鉴了切换系统的基本思想, 提出混合动力客车模式切换多控制器的协调控制策略; 按照离合器的状态将驱动模式切换过程划分为3阶段, 根据车辆运行所处的不同阶段, 设计了Fuzzy-PI控制器与滑模控制器对发动机与驱动电机进行动力协调控制; 以冲击度作为评价模式切换品质的量化指标, 在MATLAB/Simulink/Stateflow中建立了并联混合动力系统仿真模型, 搭建了整车试验平台, 分析了协调控制的效果。仿真结果表明: 未采用协调控制策略时, 在离合器滑摩阶段, 由于离合器两端转速差较大, 其传递摩擦转矩会产生约189N·m的扰动, 导致车速骤降, 反向的最大冲击度约为41.2m·s^-3; 采用协调控制策略后, 在整个模式切换过程中冲击度变化范围为-3⁴m·s^-3, 保证了动力传动系统输出的平稳性, 有效地抑制了驱动模式切换过程中对车辆所造成的冲击; 在一完整的驱动模式切换中, 实际车速的偏差小于5%, 冲击度控制在-5⁷m·s^-3, 试验结果与仿真结果基本一致, 证明了该策略的可行性与有效性。     

车联网环境下信号交叉口车速控制策略

为了减轻城市道路上信号交叉口对交通流的阻断,针对车联网环境下个体车辆可 以与路侧设施及交叉口中心控制系统实时信息交互的特征,提出了信号交叉口车速控制策 略,在提高交叉口通行效率的基础上兼顾驾驶舒适性与环境友好性.为验证车速控制模型的有 效性,基于多智能体技术建立了车联网环境下信号交叉口车速控制仿真系统,以典型十字交 叉口为例,模拟对比分析了传统驾驶和车联网2 种环境下车辆通过交叉口的行程时间、燃料消 耗与污染物排放.结果表明,该速度控制策略下车辆通过交叉口的平均行程时间减少了约 60%,燃料消耗减少了约40%,污染物的排放也有显著减少.     

方格路网车辆路径在线选择模型及竞争分析

为分析城市方格路网遭遇突发性堵塞下的车辆路径选择问题,应用在线问题与竞争策略的方法建模,设计了2种在线路径选择竞争策略,即方向贪婪策略和多选择移动策略,计算了2种策略的竞争性能比。通过策略竞争分析得出:在发生突发性堵塞的情形下,方向贪婪策略下的费用为最优费用的3倍;利用多选择移动策略在对网络具有实际意义约束条件下的部分情形能够得到最优费用,且在最坏情形下的费用为最优费用的2倍;2种策略的竞争性能比优于以往研究给出的堵塞不可恢复问题竞争比的下界。     

中高速重型半挂车适时模式切换的集成控制策略

在中高速工况下, 建立了重型半挂车五自由度简化模型, 提出了适时模式切换的集成控制策略; 集成控制策略由差动制动和挂车主动转向2个控制系统集成, 针对中高速重型半挂车工况变化, 适时切换集成控制策略的控制模式, 实现中高速重型半挂车各工况精准控制; 采用遗传粒子群算法, 设计了集成控制策略各控制模式对应优化函数, 优化了各控制模式的权重系数, 融合与协调了集成控制策略多个单一控制策略, 以实现各控制模式重型半挂车最优控制; 分析了重型半挂车多个控制策略的仿真结果, 并搭建了硬件在环试验台, 验证了集成控制策略的控制效果。研究结果表明: 在普通工况下, 集成控制策略与挂车主动转向控制策略的控制效果类似, 优于差动制动控制策略的控制效果, 而在极限工况下, 控制能力强于挂车主动转向控制策略和差动制动控制策略; 采用集成控制策略增强了中高速普通工况重型半挂车横摆和折叠稳定性, 牵引车质心侧偏角、挂车横摆角速度和挂车质心侧偏角最大值分别改善了27.46%、53.19%和91.60%, 铰接角最大值改善了29.07%;提升了中高速普通工况重型半挂车路径跟随能力, 挂车后端路径最大偏差改善了95.48%;提高了中高速普通工况的重型半挂车侧倾能力, 牵引车侧倾角、挂车侧倾角、挂车侧向加速度最大值分别改善了11.15%、10.34%和4.08%;避免了极限工况重型半挂车侧翻, 且控制牵引车和挂车侧倾角在25°左右的稳定范围内。     

基于交通流荷载的高速公路沥青路面使用寿命分析

为探求交通流荷载下高速公路沥青路面的使用寿命,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元粘弹性路面结构模型;根据损伤力学理论研究单轴载通过时由沥青层底部的最大拉伸应变造成的路面破坏;再由Miner's线性累积损伤理论得到在实际车流荷载作用下沥青路面发生一定破坏程度时的使用寿命.计算结果表明,研究路段的沥青破坏路面等...