基于概率模型和数据驱动的动力总成悬置系统可靠性优化

针对电动汽车动力总成悬置系统（PMS）一部分参数为概率变量,一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,开展了基于概率模型和数据驱动的电动汽车PMS可靠性优化设计研究。首先,基于任意多项式混沌（APC）展开和广义最大熵原理推导了一种求解该复杂不确定情形下PMS响应不确定性和可靠性的高效方法;然后,基于蒙特卡洛抽样,给出了该复杂不确定情形下求解PMS响应不确定性和可靠性的参考方法;接着,提出了一种基于APC展开法的灵敏度分析方法,进一步提出了一种考虑响应不确定性和可靠性的PMS优化设计方法;最后,通过应用算例验证方法的有效性,并对系统进行了灵敏度分析和可靠性优化。结果表明,所提出的方法可有效地处理电动汽车PMS一部分参数为概率变量、一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,并能可靠地优化该情形下的系统固有特性,且方法具有较高的计算精度和计算效率。     

汽车动力总成悬置系统的不确定性分析与优化研究综述

在实际工程中，受测量、制造、装配、疲劳老化、工程经验、认知程度和系统复杂性等主观和客观因素的影响，汽车动力总成悬置系统 （Powertrain Mounting Systems，PMS） 不可避免地存在着一定的不确定性因素。相关不确定性情形主要概括为PMS参数信息充足的概率情形、PMS参数信息匮乏的非概率情形、系统部分参数信息充足而部分参数信息匮乏的概率-非概率混合情形。针对三大类不确定性情形下的汽车PMS研究，围绕不确定性建模、不确定性分析和不确定性优化等3个方面的研究方法进行了系统性的分析和总结，并指出了相关分析模型和研究方法的分析特点和适用范围等。对汽车PMS不确定性分析与优化方法的未来研究方向进行了展望。     

考虑参数不确定性的驱动电机振动特性分析

针对电动车驱动电机中参数存在不确定性的复杂情形，提出了一种考虑参数混合不确定性的驱动电机振动特性分析方法。首先基于神经网络代理模型建立驱动电机的径向电磁力、转矩波动和齿槽转矩的响应模型；然后，采用混合不确定模型描述驱动电机的不确定参数，将信息充足的参数描述为随机变量而信息匮乏的参数描述为区间变量；接着，结合泰勒级数展开和中心差分法，推导了一种求解驱动电机振动特性混合不确定响应的泰勒级数展开-中心差分法（Taylor series expansion-central difference method, TSE-CDM）；最后，为验证TSE-CDM的有效性，给出了一种蒙特卡洛法作为参考方法。对某驱动电机振动特性的算例分析表明：基于2D有限元模型和神经网络模型计算驱动电机振动特性，具有较高的计算精度和效率；TSE-CDM能够有效地求解驱动电机振动特性的混合不确定响应。     

基于多维平行六面体模型的动力总成悬置系统固有特性分析

工程实际中,汽车动力总成悬置系统不可避免地存在着一定的参数不确定性,且不确定参数间往往同时存在一定的相关性与独立性。本文中引入多维平行六面体模型处理系统参数相关性和独立性并存的情形,结合蒙特卡洛法提出了一种悬置系统固有特性的不确定性分析方法,并给出了方法的分析步骤。对某悬置系统的数值分析结果表明:该方法能有效处理系统不确定参数的相关性和独立性,与未考虑参数相关性的区间方法相比,该方法能获得更为合理的固有频率和解耦率区间范围;对于给定的研究模型,其左右悬置点的刚度相关性对系统固有特性的影响比较明显,在设计和研究过程中应给予重点关注。     

基于多维子平行六面体模型的可靠性分析方法及应用

针对汽车结构系统中不确定参数同时具有大不确定度和相关性的问题，开展了基于多维子平行六面体模型的可靠性分析方法及其应用研究。首先，通过划分多维平行六面体模型的边界区间提出了一种多维子平行六面体模型，并将其用于描述系统的大不确定度参数；然后，将1阶摄动法与多维子平行六面体模型相结合，提出了一种适用于处理系统参数同时具有大不确定度和相关性的非概率不确定性分析方法；接着，基于不确定性分析方法，建立了系统可靠性分析模型并进行可靠性分析研究；最后，以汽车声固耦合系统、盘式制动器系统和电动车动力总成悬置系统为研究对象开展算例分析，分析了系统响应的不确定性和可靠性，验证了方法的有效性。相关分析结果表明：所提出的方法可有效地处理汽车结构不确定参数同时具有大不确定度和相关性的问题，并具有较高的计算精度和效率。     

基于多胞体系统的FWID EV鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制

为了提高四轮独立驱动电动汽车（FWID EV）轨迹跟踪控制性能,针对车辆横向运动系统的不确定性与非线性问题,考虑转向执行机构的动态特性,提出了基于线性变参数（LPV）的鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制策略。首先利用凸分解技术将LPV系统转化为有限多胞顶点凸组合的多胞体系统,然后基于离线设计的每个多胞顶点控制器和线性组合在线计算任意时变参数对应的系统控制器参数,并利用MATLAB和CarSim进行联合仿真。结果表明：在加速变道场景下,所设计的控制器可以保证横向偏移误差不超过2 cm,横向偏移平均绝对误差不超过0.9 cm的较高跟踪精度及行驶稳定性和鲁棒性。     

桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正

为获得桥梁结构的基准状态，考虑测试和结构参数的不确定性，将区间分析、仿射算法引入响应面有限元模型修正方法中，建立了一种新的桥梁结构有限元不确定模型修正方法。在讨论结构特点及力学行为的基础上，选择了待修正结构参数和结构响应后，采用均匀试验设计方法获得试验样本，同时结合多样本的有限元分析，采用F检验法得到结构响应的显著性参数。基于有限元模型修正的响应面方法，构建结构的响应面替代模型后，引入区间分析算法的自然拓展，将响应面模型拓展为区间响应面函数，同时采用仿射算法解决区间分析的区间扩张问题，构建桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正方法，并采用遗传算法进行区间优化求解。另外，针对区间响应面有限元模型修正的具体需求，提出了区间响应面函数的两步验证方法。用斜拉桥振动台模型桥梁在不同工况下的测试模态参数和斜拉索索力，对其进行有限元模型的不确定修正，实现了实测响应与有限元计算响应间误差的最小化。区间响应面函数的两步验证证实了参数修正范围和结构响应的有效性和正确性，修正后结构纵向、横向、竖向的一阶，二阶频率以及索力的实测响应均在计算响应范围内。验证结果表明：所提有限元不确定模型修正方法，能有效实现桥梁结构有限元模型的修正。     

蒙特卡洛法在滑坡稳定性可靠度分析中的应用

通过分析滑坡稳定性分析中存在的问题,考虑滑坡岩土体的不确定因素,从概率的角度对影响滑坡稳定的各种参数的不确定性进行定量分析,从而得到坡体稳定的不确定性。采用蒙特卡洛法针对一工程实例进行了计算分析,得到了在不同工况下滑坡失稳的概率值,计算结果验证了方法的合理性和可行性。     

基于ANSYS的电动车车架动态特性分析与研究

在动力学理论分析的基础上,对某电动汽车车架动态特性进行分析与研究:首先利用CATIA建立其三维模型;然后导入ANSYS中建立以体单元为基本单元的车架有限元分析模型;最后利用ANSYS软件计算出该车架的模态特性,得到了该车架在自由状态下的12阶固有频率和固有振型。为车架结构的动态响应提供了重要的模态参数,同时也为车架结构的优化设计提供了理论依据。     

基于ANSYS的电动车车架动态特性分析与研究

在动力学理论分析的基础上,对某电动汽车车架动态特性进行分析与研究：首先利用CATIA建立其三维模型：然后导入ANSYS中建立以体单元为基本单元的车架有限元分析模型;最后利用ANSYS软件计算出该车架的模态特性,得到了该车架在自由状态下的12阶固有频率和固有振型。为车架结构的动态响应提供了重要的模态参数,同时也为车架结构的优化设计提供了理论依据。     

Research on control strategy for differential steering system based on H mixed sensitivity

The differential steering system (DSS) of electric wheel vehicle gets rid of the restrictions of traditional steering system completely. As an ideal steering technology, it not only realizes the perfect combination of the road feel and the steering portability, but also realizes the harmony and unification between the steering maneuverability and safety. The structure and basic theory of the DSS of electric wheel vehicle are discussed in this paper. Based on these, the dynamic model of the steering system is built. Considering of the uncertainties and disturbances existing in the model, the H_∞ mixed sensitivity control theory is applied to achieve better tracking performance and road feel in the process of steering. Then, a H_∞ mixed sensitivity controller is designed to restrain the effect of the road disturbance and model uncertainties. The simulation results indicate that the DSS with the designed controller can effectively restrain the effect of noises and disturbances caused by random motivation from road, torque sensor measurement and model parameter uncertainty, and enable the driver to obtain satisfactory road feel.     

Vehicle response-based track geometry assessment using multi-body simulation

The assessment of the geometry of railway tracks is an indispensable requirement for safe rail traffic. Defects which represent a risk for the safety of the train have to be identified and the necessary measures taken. According to current standards, amplitude thresholds are applied to the track geometry parameters measured by recording cars. This geometry-based assessment has proved its value but suffers from the low correlation between the geometry parameters and the vehicle reactions. Experience shows that some defects leading to critical vehicle reactions are underestimated by this approach. The use of vehicle responses in the track geometry assessment process allows identifying critical defects and improving the maintenance operations. This work presents a vehicle response-based assessment method using multi-body simulation. The choice of the relevant operation conditions and the estimation of the simulation uncertainty are outlined. The defects are identified from exceedances of track geometry and vehicle response parameters. They are then classified using clustering methods and the correlation with vehicle response is analysed. The use of vehicle responses allows the detection of critical defects which are not identified from geometry parameters.     

FRP工程结构多尺度不确定性分析研究进展

纤维复合材料(FRP)结构在桥梁工程中的应用日益增多，但其采用复杂的制造工艺导致FRP材料属性及其构成结构性能存在较大的离散性，同时不确定性参数的多层级、非均质和种类多等特点使得其结构可靠性较难准确量化。为推动FRP结构不确定性分析方法和应用研究的进一步发展，从FRP结构不确定性来源、材料力学性能概率预测方法、结构可靠性分析方法3个方面梳理国内外FRP结构不确定性分析方法的研究进展，并探讨其不足和发展趋势。不确定性来源方面，从复合材料制造缺陷分类出发，详细阐述典型制造缺陷的成因、对FRP力学性能的影响及其引起的不确定性。材料力学性能概率预测方法方面，综述了基于均匀化理论的摄动随机有限元法和谱随机有限元法等概率均匀化方法的适用范围，并介绍了上述方法在细观尺度不确定性对宏观力学属性的影响程度和敏感性分析中的应用。结构可靠性分析方面，分别综述了用于FRP结构静力分析、动力分析和屈曲稳定分析的多尺度不确定性分析方法以及可靠性分析方法的研究。研究结果表明：FRP结构显著的几何多层级和复杂的制造工艺不可避免地产生各种缺陷而造成力学性能下降和离散性，采用试验、细观力学模型和均匀化方法并结合随机有限元...     

基于Simulink的电动汽车动力系统模型

运用Simulink进行电动汽车动力系统研究,在分析电动汽车动力系统数学模型的基础上,建立电动汽车动力系统Simulink模型,通过仿真获得动力系统响应特性。     

电动二轮车驾驶人头部损伤再现不确定性方法

为了减少交通事故中不确定性信息在受伤害者损伤再现中造成的不利影响,采用拉丁超立方(LHS)试验设计和响应面蒙特卡洛相结合的方法对电动二轮车驾驶人头部损伤再现进行损伤不确定性分析。首先采用多体系统动力学方法对具有详细事故信息(含视频信息)和损伤记录的2起电动二轮车事故中的汽车碰撞速度进行再现和不确定性分析,并对比事故信息(视频信息、最终位置、电动二轮车驾驶人的运动学),进而验证事故再现结果的有效性。在此基础上,应用有限元方法将获得的电动二轮车驾驶人头部碰撞的边界条件加载至THUMS人体头部有限元模型,分析电动二轮车驾驶人头部损伤参数的不确定性与简明损伤准则AIS累计频率的分布关系,并对比电动二轮车事故案例中电动二轮车驾驶人的头部损伤法医鉴定记录。研究结果表明:蒙特卡洛不确定性分析方法能够较准确地预测电动二轮车事故中的汽车碰撞车速,采用该分析方法获得的电动二轮车驾驶人头部损伤等级与法医鉴定的脑部损伤记录高度吻合;蒙特卡洛不确定性分析方法可以适用于评估电动二轮车事故中电动二轮车驾驶人的头部损伤等级,研究结果可为电动二轮车驾驶人头部损伤研究提供理论依据和实证方法。     

An integrated control strategy for the composite braking system of an electric vehicle with independently driven axles

For an electric vehicle with independently driven axles, an integrated braking control strategy was proposed to coordinate the regenerative braking and the hydraulic braking. The integrated strategy includes three modes, namely the hybrid composite mode, the parallel composite mode and the pure hydraulic mode. For the hybrid composite mode and the parallel composite mode, the coefficients of distributing the braking force between the hydraulic braking and the two motors' regenerative braking were optimised offline, and the response surfaces related to the driving state parameters were established. Meanwhile, the six-sigma method was applied to deal with the uncertainty problems for reliability. Additionally, the pure hydraulic mode is activated to ensure the braking safety and stability when the predictive failure of the response surfaces occurs. Experimental results under given braking conditions showed that the braking requirements could be well met with high braking stability and energy regeneration rate, and the reliability of the braking strategy was guaranteed on general braking conditions.     

Probabilistic assessment of roadway departure risk in a curve

Roadway departure while cornering constitutes a major part of car accidents and casualties in France. Even though drastic policy about overspeeding contributes to reduce accidents, there obviously exist other factors. This article presents the construction of a probabilistic strategy for the roadway departure risk assessment. A specific vehicle dynamic model is developed in which some parameters are modelled by random variables. These parameters are deduced from a sensitivity analysis to ensure an efficient representation of the inherent uncertainties of the system. Then, structural reliability methods are employed to assess the roadway departure risk in function of the initial conditions measured at the entrance of the curve. This study is conducted within the French national road safety project SARI that aims to implement a warning systems alerting the driver in case of dangerous situation.