基于状态反馈和预瞄前馈的智能车半主动悬架控制

为提高智能车辆的半主动悬架综合控制性能，提出一种基于状态反馈和预瞄前馈的半主动悬架控制方法。首先，以8轮车为研究对象建立11自由度半主动悬架模型，设计LQR状态反馈控制器。然后，为解决状态反馈控制抗路面干扰能力弱和基于固定时序延迟的预瞄反馈控制适用性差的问题，提出一种基于状态反馈和预瞄前馈的控制器：建立车轮运动规划模型和路面预瞄模型，计算出悬架控制系统所需的车轮规划轨迹点序号和控制延迟响应时间；以路面激励和垂向加速度为输入、以前馈阻尼力为输出，设计基于类模糊的预瞄前馈控制器，并与LQR反馈控制器一并构成所提控制器。最后，基于MATLAB/Simulink和Trucksim联合仿真平台，进行匀速转向工况、变速直线工况、变速转向工况和匀速直线工况下的试验验证。结果表明，在垂向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度均方根值方面，与被动悬架相比，所提控制方法在4种工况下至少降低了23.52%、13.59%、19.35%；与基于固定时序延迟的预瞄反馈控制相比，所提控制方法在前3种工况下至少降低了14.04%、8.09%、13.79%；与基于状态反馈的控制方法相比，所提控制方法在第4种工况下降低了13...     

车门密封条分段线性刚度等效方法及应用

本文提出了车门系统密封条分段线性等效方法并应用于车门系统模态预测。该方法先基于密封条材料单轴拉伸试验数据对本构模型进行辨识,然后通过有限元法计算车门关闭状态密封条各位置压缩量,将整圈密封条按照一定间隔分段并将每段等效成一个线性弹簧,结合每段密封条压缩量、CLD(Compression Load Deflection,压缩载荷变形)特性及线性刚度等效算法得到弹簧单元线性刚度,最后利用此刚度进行车门模态预测,结果表明此方法将频率累计误差降低5 Hz,MAC(Modal Assurance Criteria,模态置信准则)累计误差降低0.53。     

基于三自由度的智能汽车模糊滑模横向运动控制研究

针对智能汽车运动过程中存在的车身姿态变化问题以及运动控制精度问题，设计了一种基于非线性3自由度动力学模型的模糊滑模横向运动控制器。建立了包括侧倾运动的3自由度动力学模型，进行了模型线性化；对基于线性化处理后的动力学模型进行了滑模控制器设计，通过控制前轮转角实现了路径跟踪横向控制，并引入了模糊控制提高控制效果，本控制系统能够在跟踪过程中对车身姿态变化进行观察。仿真结果表明，搭建的基于3自由度动力学模型的模糊滑模控制器能够在考虑侧倾运动的基础上，实现路径跟踪，且构建的模糊滑模控制系统相较于传统滑模控制其横向偏差与方向偏差分别降低了7.28%和1.50%，同时模糊控制也减弱了滑模控制固有的抖振影响。     

燃料电池空气系统非奇异滑模控制

为了提高燃料电池的效率和使用寿命，必须对其多个状态进行精确的控制。首先，建立了面向控制的燃料电池空气系统四阶非线性方程，并进行模型有效性验证。然后，针对空气供给系统压力和空气流量的非线性和强耦合性等特点，提出了一种基于全局反馈线性化理论的非奇异终端滑模控制策略。反馈线性化通过对空压机转速和背压阀开度的协同控制，将非线性模型转化为线性模型，实现对阴极压力和空气流量的解耦；考虑空气系统在复杂环境下受到不确定性扰动，设计比例积分观测器对扰动进行观测以减少环境影响；在此基础上，设计非奇异滑模控制器。仿真结果表明：非奇异滑模控制的阴极压力和过氧比各误差积分均小于传统滑模和反馈线性化控制，可显著提高燃料电池空气供给控制系统精度和鲁棒性，对今后研发高精度燃料电池阴极空气供给控制系统提供参考。     

基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿

LTE-R作为下一代高速铁路无线通信系统，保持时间同步对于高速铁路行车安全至关重要。针对现有时间同步方法仅考虑随机噪声，而忽略LTE-R无线信道多径衰落、多普勒频移等对时钟同步过程的影响，导致主从时钟偏移估计不准确的问题，提出一种基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿方法：建立LTE-R下主从时钟之间相位、频率偏移的状态转移方程；构建引入伯努利随机变量的时钟相位、频率偏移观测方程；利用改进的卡尔曼滤波算法得到最优时钟偏移估计值；使用本方法实现对LTE-R时间同步误差的补偿；通过实验仿真，得到LTE-R下信道多径衰落、多普勒频移、信噪比、列车车速等对高速铁路时间同步的影响，并实现对不同高铁运行场景下时间同步偏差的定量分析。结果表明：本方法能够有效消除LTE-R无线信道时钟偏差，与其他补偿方法相比，具有更好的稳定性和鲁棒性。     

基于相空间三维动态稳定域的重型车辆稳定性控制策略研究

重型商用车存在转动惯量大、控制响应慢等特点。针对重型商用车，基于质心侧偏角、横摆角速度、垂向载荷转移系数设计了三维相空间分析方法，从而判断车辆的实时稳定状态。针对不同的车辆行驶状态，采用AFS控制和AFS/DYC分级控制，并基于利用附着系数设计了可拓控制方法，从而补偿前轮转角和横摆力矩的控制输出，以保证控制器在不同工况下的鲁棒性。通过TruckSim/Simulink联合仿真和硬件在环实验验证了该方法的有效性，并在仿真中通过■判断和■判断对比证明了相空间动态稳定域的优越性。仿真和实验结果表明：相比单纯以驾驶员意图操纵车辆，所设计的基于可拓H_∞的AFS/DYC分级控制策略可以保证车辆在不同工况下的稳定性，尤其在低附着路面上表现出更好的稳定性，可有效降低车辆在极端工况下发生交通事故的概率。     

高铁动车组长周期高级修计划优化方法

分析了不同类型动车组高级修计划的特点及其关联因素，讨论了高级修计划编制问题的复杂性；基于滚动迭代思想提出了编制动车组长周期高级修计划的方法，通过依次求解规划期内各计划年的动车组高级修轮廓计划，编制了完整的长周期高级修计划；设计了分别表示动车组送修时间以及动车组检修状态的0-1变量，以动车组在2次高级修间隔内走行里程最大化为优化目标，以不同时间段动车组最大检修率限制、承修单位允许的接车以及最大检修能力、计划年度内在高级修上的资金限制、动车组每月高级修允许送修数量、动车组日均控制里程、列车运行图里程等实际要求为约束条件，构建了动车组高级修计划优化的线性0-1整数规划模型；以配属中国铁路北京局集团有限公司的279列动车组历史走行数据以及相关参数为基础，通过Python编程并调用商业求解器对模型进行精确求解，首次实现了对该局所有动车组长周期高级修计划的优化编制。计算结果表明:优化后动车组长周期高级修计划较人工方案减少了19次高级修，节约资金消耗1.505亿元，延长规划期内动车组年均运用时间21 d，增加动车组年均走行里程46 080.21 km；同时避免了人工方案中动车组检修率超标及检修能力超出限制的情况，提高了动车组的运用效率以及计划编制的科学性。      

98 m高速客滚船车辆系固安全性校核系统

针对小型轿车和重载货车制订船舶装载车辆的系固方案,介绍精确计算法进行系固校核的原理,并基于该系固方案和系固校核方法开发98m高速客滚船车辆系固安全性校核系统。应用该系统,可校核系固方案的可行性和安全性,对不符合安全性的系固点可进行相关参数修改,再次计算验证,直到得出满足安全性要求的系固方案,可显著提高系固方案校核与改进的效率。     

磁悬浮柔性转子系统解耦控制仿真

目前磁悬浮转子系统的解耦控制研究主要基于刚性转子系统，但在高转速、高支撑刚度下，转子的弹性模态不能忽视.针对磁悬浮柔性转子的解耦控制问题，首先，建立柔性转子模型，采用模态截断法进行简化，通过状态反馈解耦得到解耦系统；然后，基于解耦系统设计了内模控制器，针对状态变量不易通过传感器获取的特点设计状态观测器；最后，仿真分析系统的解耦效果.仿真结果表明：未解耦系统的位移响应中含有与系统固有频率相关的多个频率成分，而解耦后系统的位移响应仅含激励同频成分；同一坐标平面内的机械耦合由10^-5m数量级减小到10^-6m数量级，由陀螺效应引起的两径向方向间的耦合由10^-6m数量级减小到10^-19m数量级，机械耦合和陀螺效应耦合均得到了有效控制；稳定悬浮时轴心到参考点距离的标准差由6.52×10^-9m减小到6.38×10^-12m，解耦后系统的运行波动更小；转子升速时和受到噪声干扰时系统响应不再受到固有频率影响，始终保持平稳；采用状态反馈解耦对不同的控制方法同样有效.     

基于NFC识别技术的汽车辅助驾驶系统研究

为了提供更安全的辅助驾驶系统，采用NFC识别技术，将车辆与道钉相结合，建立可以实时反馈路况深度学习辅助驾驶系统，从而确定车辆与道钉交互识别、参与辅助更正实时路线以及实时检测道路口的车流量的可行性。研究结论为辅助驾驶的发展提供更多的方案，进一步提高了车辆完成高精度车道检测任务的效率，对我国的辅助驾驶发展提供一定的理论基础与依据。