基于能量和LQR的Furuta摆系统控制研究及仿真

针对由驱动臂和一个未驱动摆杆组成的欠驱动Furuta摆系统,设计了基于能量的起摆控制器和LQR状态跟随器.控制任务是将未驱动摆杆稳定在上方不稳定点的同时,使驱动臂稳定.首先对Furuta摆进行基于能量的起摆控制,然后根据能量的多少切换至稳摆控制.仿真结果表明:基于能量的起摆控制与LQR控制相结合,稳定性好,起摆成功率高.将程序移植并用上位机显示运行结果,数据表明了控制算法的合理性和有效性.     

10％低地板车体铰接式有轨电车疲劳性能研究

由于100%低地板有轨电车车辆结构特点,目前动车组及地铁列车采用的疲劳计算方法较难应用于低地板车辆疲劳分析.通过对某市100%低地板有轨电车实际运营工况进行分析,结合标准EN12663:2014及标准VDV152,总结了适用于低地板有轨电车疲劳分析工况,并采用德国标准DVS1612:2014对其进行疲劳性能分析.计算结果表明,该有轨电车焊缝区域最大利用系数为0.969,母材最大利用系数为0.895,疲劳性能满足标准要求.     

基于车路系统的事故现场轮胎印迹强度参数化研究

为明确事故现场可视轮胎印迹强度与车辆动力学特性、轮胎橡胶磨损特征及道路表面灰度之间的关联特性,提出基于车路耦合的事故现场轮胎印迹强度参数化研究方法。通过结合动态滑动摩擦因数模型及轮胎非线性模型,建立车辆路面9 DOF非线性系统动力学模型,运用VBOX惯性测量技术验证模型的有效性。运用胎面磨损能量模型,从车路系统角度确定车辆、轮胎和路面特性对轮胎全局摩擦力及胎面磨损特性的影响。结合印迹强度特征模型提出轮胎印迹强度参数研究方法,选取不同制动、转向角工况及3组路面、胎面特性对轮胎路面接地力学特性、胎面橡胶磨损量、可视轮胎印迹特征进行仿真分析。结果表明：印迹强度仅与全局摩擦力大小有关,与轮胎路面滑移方向无关;滑移工况下胎面橡胶磨损量随着全局摩擦力和滑移速度的增大而增大,而印迹强度变化不明显;制动力矩和道路表面灰度对产生可视轮胎印迹起决定作用,转向角主要影响不规则可视轮胎印迹的产生;前轮轮胎最先出现可视印迹,且可视印迹长度和强度均高于后轮轮胎;采取可视印迹起点作为事故车辆速度判定具有一定的误差,应根据具体情况进行具体分析;研究成果能够为基于可视轮胎印迹的交通事故重建提供理论基础。     

温拌SBS沥青混合料旋转压实特性

采用旋转压实仪(SGC)成型温拌SBS沥青混合料试件,根据体积参数的变化规律确定了最佳拌合温度,根据旋转压实曲线对温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的压实特性进行了对比分析.分析结果表明:与热拌沥青混合料相比,用旋转压实法确定温拌沥青混合料成型温度降低约20℃,动稳定度提高30%,低温抗裂和抗水损害能力相差不大.在压实初期...     

中国路面工程学术研究综述·2024

近年来,中国公路建设成果斐然,路网规模快速增长、关键技术不断突破。为进一步提升中国路面工程学科水平及国际影响力,推动路面工程可持续、高质量发展,从公路韧性评估与恢复、长寿命路面结构与材料、公路交通能源自洽、低环境影响公路技术、路面材料基因与高通量、公路数字化及智能化、公路智能检测与高性能养护等七大研究方向,系统梳理了近年来国内外路面工程的发展现状、前沿热点问题与未来发展趋势。具体围绕公路绿色化、韧性化、智能化、长寿命与交能结合等领域,遴选了20个热点研究方向,涵盖公路致灾因素及失效机理、公路韧性评估与恢复、公路韧性提升关键技术、公路长寿命路面结构足尺试验、公路结构与功能寿命增强技术、公路清洁能源采集技术、公路能源自洽设计、公路路域环境影响测试与评估方法、低环境影响路面新材料、沥青路面温拌再生技术、路面材料基因研究、路面材料跨尺度计算、路面材料基因与高通量研究、公路数字化建模技术、公路数字孪生仿真技术、公路运维数据驱动技术、公路探地雷达检测技术、路面性能轻量化检测、公路沥青路面抗滑性能检测及恢复技术、公路高性能预防养护技术等主要内容。该综述可为中国路面工程学科发展提供指引和参考,为路面工...     

温度、预拉力和冲击能量耦合作用下BFRP筋的抗冲击性能

为评估玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)筋在服役条件下的抗横向冲击性能,通过落锤冲击试验研究了不同温度(-20℃、25℃、50℃和90℃)、冲击能量(12.76 J、19.14 J和31.90 J)和预拉力水平(2％、20％和30％)耦合作用下BFRP筋的...     

插电式串联混合动力汽车的系统匹配与仿真

针对插电式串联混合动力汽车,提出了一种基于道路工况和整车功率需求分析的系统匹配方法.建立了混合动力系统的模型,并利用能量流图,对采用不同的能量管理策略时系统的能效进行仿真分析.结果表明,所提出的系统匹配方法可行,采用ON-OFF与负载跟随相结合的控制策略在改善车辆燃油经济性的同时,可提高系统关键部件的效率.     

串联式混合动力电动客车能量管理系统的前向仿真

在建立车辆、电机、APU、动力电池组、超级电容组和驾驶员模型的基础上,构建了串联式混合动力客车的能量管理前向仿真系统.开发了On/Off控制算法、负载跟随控制算法和总线电压控制算法,并进行仿真.结果表明,负载跟随控制策略对串联混合动力客车的经济性更有利,更具有实际使用价值.     

基于车-桥耦合振动理论的移动荷载识别

提出了基于有限元模型修正的单车通过多梁式桥梁的移动荷载识别方法.首先采用Butterworth低通滤波器对现场采集到的24 h内所有过桥车辆产生的桥梁动位移信号进行滤波处理,提取静力响应极值,并严格按照车型进行分类统计;其次,对观测桥梁进行基于静力试验的有限元模型修正,建立能够反映桥梁真实状态的基准有限元模型;最后将修正后的有限元模型输入至自行研发的BDANS软件中的多梁式车-桥耦合振动模块,以车型为单位,依据该车型车辆在桥面横向移动时各主梁竖向位移响应分配关系,结合多梁式车-桥耦合振动模块以及实测车辆过桥时各主梁静力极值响应,识别出车辆在桥面行驶的横向位置,然后根据识别出的车辆横向行驶位置和实测桥梁响应识别出车质量.结果表明:该识别方法较为可靠,识别精度较高,能按照车型批量进行识别,可大规模处理交通荷载数据.     

边坡滚石破坏及防护技术研究

为了有效防治高速公路边坡发生岩石滚石破坏,基于能量守恒定律建立了边坡滚石飞落模型,综合考虑边坡坡型、地面摩擦因数等因素推导了岩石滚落轨迹方程,并根据所建立的模型计算出滚石水平运动距离及滚石在防护栏处的撞击能,从而提出合理的道路防护方式.研究结果表明:滚石撞击坡面后的水平运动距离小于撞击点到公路路缘的水平距离,滚石飞落至地面的撞击能为142 kJ,设计采用型号为AXI-015(防护能级为150 kJ)的被动防护网,可对高速公路坡面滚石灾害进行有效防护.