Nonlinear ACC in Simulation and Measurement

In this paper an adaptive cruise control (ACC) of a convoy consisting of two passenger cars is designed and tested. For the ACC only on board sensors in the following vehicle are used, communication within the convoy or between the controlled vehicle and electronic systems on the roadside is not assumed. A laser scanner is applied for range measurements, derived from the complete vision data of the area in front of the car. Since the scanner provides the range only, a Kalman Filter is used to estimate the velocity and acceleration of the car. For controller design the concept of flat outputs in connection with the exact state linearization is applied. Moreover, the exact state linearization is combined with a sliding mode control. The control parameters are obtained by an optimization algorithm using optimal tracking formulation. The optimization also guarantees individual vehicle stability as well as string stability of the convoy. It is shown how the convoy is responding to disturbances resulting from initial errors or from velocity steps by the leading vehicle at lower speed in simulation and experiment.     

金属橡胶减振器非线性建模及仿真研究

针对某型号金属橡胶减振器建立了非线性数学模型,并利用最小二乘法对模型进行了参数识别。应用所建减振器模型对柴油机—悬置系统进行了动力学建模和仿真,得到了质心动态特性曲线,并对柴油机整机振动烈度进行计算。最后对整机进行了振动烈度试验,并对试验与仿真计算结果进行比较,证实了所建模型的正确性。     

液压减振器非线性动态仿真和试验

本文建立复杂的减振器台架试验动力学模型,并应用多体系统动力学软件ADAMS开发出双筒液压减振器虚拟样机,进行数值仿真。在虚拟样机中采用的不对称非线性迟滞环足由速度外特性试验曲线拟合而得,突破了常规减振器建模中的速度外特性不对称双线性化模型。比较表明,虚拟样机动态仿真与台架试验结果基本相符。该样机可为优化设计和整车性能匹配提供设计平台。     

汽车操纵稳定性与前轮摆振的非线性仿真分析

以某轿车为例,建立3自由度整车系统动力学模型,利用常微分方程稳定性理论和数值仿真计算,详细研究整车的稳态转向特性和系统失稳后的前轮摆振特性。阐明汽车的操纵稳定性与前轮摆振特性同属汽车整车稳定性问题,前者是负刚度系统,后者是负阻尼系统。在一定的参数组合下,具有不同转向特性的汽车都或多或少地存在摆振现象,这与实际情况相符,建议适当增加转向系阻尼和刚度以减小甚至消除摆振的发生。     

车辆动力转向系统非线性仿真研究

车辆液压动力转向系统通过伺服阀控制压力油的方向和流量,把转向盘输入的转角信号转变为车轮的偏转角度输出。在车轮偏转过程中,影响车轮偏转的力主要是地面摩擦力和轮胎的弹性变形力,因而动力转向系统所受干扰力的基本特性是非线性的,文中结合液压系统理论和Simulink控制系统仿真软件,计算并仿真了在非线性干扰力作用下的液压式动力转向系统的动态特性。     

道路模拟试验中系统非线性特性的研究

通过对响应信号的幅频特性和系统的频响函数分析,详细讨论了非线性系统的辨识和系统的解耦.最后建立典型零部件(副车架)道路模拟的试验台架,计算试验台架的频响函数,利用RPC迭代得到准确的驱动谱,并进行试验验证.试验结果表明,试验模拟精度可以满足要求.     

钢吊箱围堰的施工技术及非线性仿真分析

钢吊箱围堰以其诸多优点在大型桥梁施工中得到了广泛应用。结合某长江大桥的施工,对钢吊箱围堰的施工工艺和技术进行了介绍。由于该桥钢吊箱围堰体量和承受的荷载均较大,并且结构复杂,为了研究受力特性,确保施工安全,进行了整体非线性仿真分析,得出的结论,可以为同类结构的设计和施工提供参考。     

油气主动悬架非线性模型的建立、仿真与试验验证

本文通过分析油气悬架中存在的气体弹簧刚度非线性特性和摩擦力，建立了主动悬架的非线性模型。分析了悬架的非线性特性对悬架运动的影响。仿真和试验结果表明，非线性模型比线性模型更接近油气悬架的实际情况，根据非线性模型设计的车身高度控制策略比根据线性模型设计的控制策略具有更好的控制效果。     

粘贴钢板加固钢筋混凝土矩形受弯构件的非线性有限元数值模拟

利用有限元方法建立非线性有限元模型,模拟计算粘钢加固的钢筋混凝土矩形截面受弯构件的受力、破坏全过程。在分析中利用单元生死技术,对构件在受荷载加固和未受荷载加固的不同情况进行比较,有限元计算结果表明:粘钢加固钢筋混凝土受弯构件的加固效果是明显的,同时加固效果与被加固构件破损程度和加固方法有关。     

沥青路面结构非线性瞬态温度场数值模拟

为了较准确地预测路面结构温度分布,解决实测耗费大的问题,基于热传学原理,建立沥青路面结构体系的非线性瞬态温度场计算模型,借助路面所处地区的标准气象资料,确定温度场的边界条件和初始条件,采用ADINA有限元进行分析求解.计算结果表明:沿路面深度方向,温度呈非线性分布并出现变化幅度减小、变化相位滞后的现象;日温差随路面深度增加呈指数分布迅速减小.计算结果和实测值的对比分析表明,该模型具有很高的预测精度.     

大跨度桥梁空间几何非线性仿真分析的研究

研究用空间稳定函数法和大位移、大转动坐标转换矩阵相结合(欧拉角)进行大跨度桥梁空间几何非线性分析;运用面向对象C++开发了相应的仿真分析软件模块;以南京二桥作为实桥算例进行了全桥仿真分析.     

大跨度桥梁空间几何非线性仿真分析的研究

研究用空间稳定函数法和大位移、大转动坐标转换矩阵相结合(欧拉角)进行大跨度桥梁空间几何非线性分析；运用面向对象C 开发了相应的仿真分析软件模块；以南京二桥作为实桥算例进行了全桥仿真分析。     

水泥混凝土路面板硬化过程中温度分布实测与模拟

首先对水泥混凝土路面板在硬化过程中的温度分布进行实测;然后针对水泥混凝土路面硬化过程中的特征,调查研究水化热、热交换和气象环境因素3个方面的模型并选取相关参数,对路面板内硬化过程中的温度分布进行数值模拟.在温度场计算中,根据道路结构和热传导类型划分节点,采用有限差分法求解热传导微分方程,并利用Crank-Nicolson格式建立起相邻时间层、相邻节点之间的温度数值关系式.模拟温度值与实测温度值的对比表明,模拟结果较为准确,能够反映现场实际因素对路面板内温度变化的影响作用.本文建立的水化模型和路面板温度场预测模型对水泥混凝土材料具有普遍适用性,编制的数值模拟程序可以为水泥混凝土路面温度场及温度应力的进一步研究提供可靠依据.     

基于Matlab／simulink的汽车整车模型非线性仿真

随着汽车动态仿真的发展。产生了不同复杂程度的动力学仿真模型。通过将汽车车身看作是一个刚体,忽略悬置的发动机和驾驶员以及座椅。建立了一个非线性七自由度的立体模型,在正弦路面激励下运用Matlab／simulink软件对汽车整车系统进行仿真计算。仿真结果表明,该模型可能存在混沌现象。     

车内污染物的测定和数值模拟研究

采用二次热解吸-毛细管气相色谱/质谱联用法(TD-GC/MS)对64辆新轿车进行测试,共定性检出206种挥发性有机物,其中甲苯和对间二甲苯的检出率达100%、邻二甲苯的检出率达96.9%。定量分析结果表明,在64辆样本车中,浓度最高的挥发性有机物是甲苯和对间二甲苯。文中还采用FLUENT软件对车内流场的污染物扩散过程进行空间和时间分布特征的研究。     

电磁馈能悬架非线性阻尼特性仿真分析

提出了一种基于馈能电机转矩-转速特性和传统线性阻尼特性的馈能悬架非线性阻尼特性,分析开启速度和阻尼不足区初始速度对减振性能的影响。通过对传统的单自由度线性悬架模型的簧载质量加速度响应分析,得出初始开启速度对其减振性能的影响。为了抑制进入恒阻尼区后导致的加速度响应峰值,对线性模型中的相对速度传递特性的研究,得出初始开启速度的调整系数。仿真结果表明,合理的开启速度能极大地改善馈能减振器的传递特性,阻尼不足区初始速度对谐波激励时的响应峰值影响并不大。     

大断面隧道中三台阶五步法的数值模拟分析与监控量测研究

针对南垭路三号隧道施工过程中遇到的工期紧张、围岩软弱等难点,该文使用FLAC^3D有限差分软件模拟了三台阶五步法的施工过程,初步验证了其在软弱围岩中开挖大断面隧道的可行性,对原施工方案进行了更改。后期现场监测数据证明:使用三台阶五步法进行施工后,隧道具有较好的稳定性,改进后的施工方案将工期整整提前了8个月,满足了工期要求,节省了大量的人力物力,创造了可观的经济效益。     

双对置二冲程柴油机结构刚度的测试与仿真研究

以某双对置二冲程柴油机组合结构为主要研究对象,采用模态试验测试方法研究了螺栓预紧力对双对置二冲程柴油机结构刚度的影响规律,并应用有限元数值模拟方法对曲轴箱、进排气管的结构参数和材料对结构刚度的影响规律进行了研究。研究结果表明:预紧力对双对置二冲程柴油机组合结构刚度的影响比较小;进排气管壁厚的增加对提高双对置柴油机结构刚度贡献并不大,材料由铸铁改为铸铝则可减轻组合结构的质量并强化动态刚度;曲轴箱筋板与横侧隔板厚度的增加有利于结构刚度的提高,材料改变对模态固有频率的影响较小,为实现轻量化设计应优先选用铝合金材料。     

Driver curve speed model and its application to ACC speed control in curved roads

A speed control algorithm for an ACC (Adaptive Cruise Control) system for curved roads is proposed based on driver behavior characteristics. As the foundation of this research, a driver speed model for curved roads is developed using a series of experimental data regarding driver behavior. To adapt the model to each driver’s individual curve speed behavior, the coefficients of the model are identified in real time from the data sequences collected during drivers’ manual operation stage by a self-learning algorithm based on a Recursive Least-Square (RLS) method with a forgetting factor. Using this algorithm, the parameters of the driver model can be identified from the data collected in the manual operation phase, and the identification results are applied during the ACC automatic control phase. Based on the developed model, the ACC speed control algorithm is modified to provide each individual driver with a customized speed profile for the scenario of a curved road with no car ahead. Tests verify the applicability of the modified system.     

Design of a headway distance control system for ACC

A headway distance control system for adaptive cruise control (ACC) must provide the driver's desired response at all times while maintaining stability. Therefore, a two- degree-of-freedom model was adopted for the headway distance control unit to allow response and stability to be designed as independent parameters. The desired response was decided based on the results of various driving tests and driving simulations. Using these results as the reference model has achieved the smooth response and stability required for ACC.