Suspension system state estimation using adaptive Kalman filtering based on road classification

This paper provides a new method to solve the problem of suspension system state estimation using a Kalman Filter (KF) under various road conditions. Due to the fact that practical road conditions are complex and uncertain, the influence of the system process noise variance and measurement noise covariance on the estimation accuracy of the KF is first analysed. To accurately estimate the road condition, a new road classification method through the vertical acceleration of sprung mass is proposed, and different road process variances are obtained to tune the system’s variance for the application of the KF. Then, road classification and KF are combined to form an Adaptive Kalman Filter (AKF) that takes into account the relationship of different road process noise variances and measurement noise covariances under various road conditions. Simulation results show that the proposed AKF algorithm can obtain a high accuracy of state estimation for a suspension system under varying International Standards Organisation road excitation levels.     

A receding horizon sliding control approach for electric powertrains with backlash and flexible half-shafts

Active control of electric powertrains is challenging, due to the fact that backlash and structural flexibility in transmission components can cause severe performance degradation or even instability of the control system. Furthermore, high impact forces in transmissions reduce driving comfort and possibly lead to damage of the mechanical elements in contact. In this paper, a nonlinear electric powertrain is modelled as a piecewise affine (PWA) system. The novel receding horizon sliding control (RHSC) idea is extended to constrained PWA systems and utilised to systematically address the active control problem for electric powertrains. Simulations are conducted in Matlab/Simulink in conjunction with the high fidelity Carsim software. RHSC shows superior jerk suppression and target wheel speed tracking performance as well as reduced computational cost over classical model predictive control (MPC). This indicates the newly proposed RHSC is an effective method to address the active control problem for electric powertrains.     

圆形隧道施工对不同深度地层沉降影响的模型试验研究

为了预测圆形隧道施工引起地表以下不同埋深地层沉降特征,首先,通过理论推导不同地层最大沉降位移与沉降槽宽度系数的函数关系;然后,建立包括试验台架、地层模型、圆形隧道开挖模型以及测量地层变形装置的平面应变模型试验系统。通过理论解析和模型试验可知:1)地表以下地层的最大沉降位移与沉降槽宽度系数成反比;2)不同深度地层的沉降位移随着地层埋深的增加而增大,且地表以下地层沉降槽曲线仍然符合正态分布;3)通过对模型试验数据进行回归分析,得到黏土地表以下不同深度地层沉降槽宽度系数的计算公式,从而为预测圆形隧道施工地表以下不同深度地层竖向位移提供了一种可靠的计算方法。     

多元评价体系组合模型在铁路隧道变形预测中的应用

为克服传统预测模型结构单一、预测精度及稳定性不足等缺陷,提出多元体系组合预测模型的建模思路。首先,基于支持向量机、BP神经网络及ARMA模型3种单一预测模型,构建铁路隧道变形预测体系;再以均方根误差、误差平方和及平均绝对误差等为评价准则或指标,构建各预测结果的误差评价体系,求解各单项预测模型的权值贡献指数,得到最优组合权值;然后利用后验差检验、残差检验和关联度检验构建预测精度校验体系,对组合预测结果进行检验,评价预测模型的有效性;最后,结合工程实例,对多元体系组合预测模型在特大断面隧道中的变形预测效果进行检验。结果表明:多元评价体系组合模型预测相对误差值均小于2%,具有较高的预测精度,且较单一预测模型具有更高的预测精度,也一致通过相关检验,验证了多元体系组合预测模型的有效性。     

盾构隧道EPDM橡胶密封垫本构参数试验研究

为合理确定盾构隧道接缝EPDM弹性密封垫橡胶材料的本构模型及其参数,采用CMT4304型微机控制电子万能试验机,进行单轴拉伸试验和单轴压缩试验,并利用ABAQUS有限元分析软件对试验数据进行分析,从模型符合性和材料稳定性2方面进行评价,得出常用硬度EPDM橡胶材料的推荐本构模型及其参数。结果表明:邵尔硬度为45 HA和60 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或van der Waals本构模型较合适;邵尔硬度为55 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或Yeoh本构模型较合适;邵尔硬度为65 HA的EPDM橡胶,采用Mooeny-Rivlin本构模型较合适。     

泥浆悬浮砂粒能力分层测定试验研究

为实现泥浆悬浮砂粒能力的量化分析,提出一种分层测定方法,选取12%、15%和18%3种质量分数的试验泥浆,通过自行设计的分层取样装置进行试验研究,获取不同泥浆质量分数、沉降时间和砂粒粒径条件下的10个深度分段的砂粒质量分布,分析各参数影响下的砂粒沉降变化规律。结果表明:1)该分层测定方法可较好地获取不同深度分段的砂粒质量,弥补现有测定方法只能获取底层砂粒沉降质量的不足;2)试验所采用的3种质量分数的泥浆对0.1 mm以上粒径的砂粒悬浮能力均较差。根据砂粒沉降曲线分布特征,提出一种用于判别泥浆悬浮砂粒能力的方法,即砂粒沉降曲线越平缓,各层质量差异性越小,底层质量无明显拐点,不同沉降时间曲线越紧密,则泥浆悬浮砂粒能力越强。     

双排钢板桩围堰结构加固优化分析研究

双排钢板桩围堰是上海地区水利工程中普遍使用的围堰形式,通过比较钢板桩典型支护结构的有限元数值计算结果和理论计算结果,验证了有限元模型参数的准确性,并针对围堰两侧堆载、被动区土体加固、拉杆布置等加固措施对围堰受力及变形的影响进行了深入研究,结果发现临土侧设置堆载、被动区土体横向加固及适当降低拉杆位置可以获得有效且经济的围堰内力及变形控制效果。     

大跨“槽型+箱型”连续混凝土梁受力与设计研究

针对某地公轨合建工程35+50+35m大跨“槽型+箱型”组合截面连续混凝土梁结构体系特殊、受力行为不明确，采用ANSYS有限元软件建立三维实体模型，研究其受力行为，并对设计提出建议。研究表明：①“槽型+箱型”组合截面满足平截面假定；②组合截面槽型、箱型部分纵向不同截面、同一截面边/中腹板剪力分布存在显著差异；③槽型部分边腹板与底板衔接处应力集中明显；④槽型部分边腹板与底板衔接处应加强配筋、桥面板悬臂根部及跨中配筋可取包络设计。     

棋盘洲长江公路大桥上部结构施工技术

棋盘洲长江公路大桥主桥为(340+1038+305)m的双塔单跨钢箱梁悬索桥,桥塔采用门形框架式结构,加劲梁采用钢箱梁,单根主缆由101股通长索股组成,吊索与索夹和钢箱梁采用销铰式连接。主索鞍采用分块安装方式,利用塔顶门架、卷扬机、滑车组配合起吊至塔顶,通过倒链配合在塔顶门架上横移安装到位。主缆采用PPWS法架设,利用卷扬机沿猫道面牵引索股,期间通过调整索股保证主缆线形。钢箱梁安装采用全液压缆载吊机小节段吊装方案,全桥共65个吊装梁段,从主跨跨中对称向桥塔方向进行安装,在桥塔附近各设1个合龙段。浅滩岸坡区部分梁段采用支架和荡移方式安装。施工监控结果表明,桥面标高满足设计要求,成桥线形精度较高。     

基于响度的汽车声品质评价

随着对汽车车内噪声评价的深入研究,发现传统上只用A计权声压级对车内噪声进行评价有很多不足,不能反映人们对噪声的主观感受。文章对人耳生理基础及心理声学进行了研究,引入了响度这一心理声学客观参量对车内噪声进行评价。对响度计算方法进行了研究,建立了Zwicker响度计算模型,并用Matlab实现了其计算。选取一段纯电动汽车在加速工况下的声音样本进行计算并与Head Artemis软件计算的结果进行对比,误差很小,证明了程序的正确性。