动力转向器总成走合试验台研制

介绍了一种动力转向器总成走合试验台。它以工业控制计算机为核心,采用液压系统模拟动力转向器的供油和加载,采用步进电机系统模拟转向驱动,实现了动力转向器走合过程的自动化。     

智能汽车的人机共驾技术研究现状和发展趋势

智能汽车的人机共驾技术(HM IoIV)是解决其智能化级别难以快速跨越至高度自动化水平的有效过渡手段.HMIoIV涉及了L0～L3级别的智能汽车的多种自动化技术,包括先进辅助驾驶系统.针对当前国内外智能汽车人机共驾技术的研究现状,对其概念、结构和研究内容进行总结,根据独立驾驶人参与的数量和驾驶操作方参与的数量将现有的人...     

线控转向系统转角反步控制算法研究

为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用“丝杠螺母+带轮机构”架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明：与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。     

智能汽车对无信号交叉口行人的避撞控制

针对智能汽车在无信号交叉口对横穿行人的避撞问题,研究了主动转向避撞控制策略。基于多层模型预测控制方法,采用分层控制策略设计局部规划层控制器与全局跟踪层控制器,在此基础上根据交叉口处汽车与行人的轨迹特征计算人车碰撞剩余时间,改进传统人工势场法构造避撞函数,规划出既能规避交叉口内存在碰撞风险的行人又能使偏差最小的局部避撞路径,并使智能汽车在满足多项动力学约束时准确跟踪参考路径,通过搭建CarSim/Simulink联合仿真平台,结合广东省2006—2018年交通事故数据库选取对交叉口人车碰撞有显著影响的因素,设计仿真场景进行仿真分析。结果表明：智能汽车能在多个初始点完成对参考路径的跟踪,控制器对不同速度和附着条件有较高的鲁棒性,高速低附着场景中,智能汽车横向加速度小于0.4 g、质心侧偏角小于2°、前轮侧偏角小于2.5°,各约束量满足舒适性和平稳性条件;4个典型交叉口场景中,智能汽车以不同速度直行或转弯通过交叉口,均能识别横穿行人中存在碰撞风险的行人实现主动转向避撞。     

排阵式交叉口几何设计与信号控制协同鲁棒优化

针对排阵式交叉口在实际交通波动环境中存在车辆滞留排序区,运行效率稳定性难以保障的问题,提出了鲁棒优化方法,平衡交叉口运行的效率和稳定性。在分析排阵式交叉口运行特性的基础上,指出了其运行效率波动性与交叉口几何设计、信号控制、交通需求、饱和流率和运行车速这5个因素有关。确定了将交通需求、饱和流率和运行车速这3个客观波动因素作为模型的输入参数,将几何设计和信号控制这2个可受设计人员控制的要素作为模型的优化控制变量进行协同优化的模型框架。在此基础上,以交叉口车均延误条件风险值最小为目标,考虑了各流向车道数、信号相位相序、排序区车辆清空等方面的约束条件,构建了基于情景的鲁棒优化模型,并建立了遗传算法对模型进行求解。通过案例分析,对鲁棒优化模型的置信水平取值和算法准确性进行了分析,证明了算法可以使目标函数收敛到最小值,并基于蒙特卡洛模拟对优化效益进行了检验。研究发现,所建立的几何设计与信号控制协同鲁棒优化模型可实现在交通需求和供给的波动下,对排阵式交叉口的车道功能、排序区长度以及主、预信号控制进行协同优化。相较于确定性的设计方法,在平均延误层面基本维持原有水平,但对延误标准差和最大值有着较为明显的改善,案例中分别减少了48%和23%。     

结构-电磁激励下某电驱总成噪声控制

针对某电动汽车电驱总成的噪声问题,依据电驱总成车内噪声产生机理,进行整车状态声振特性测试,运用不同工况组合下的频谱特征和阶次特征等分析方法,识别出该电驱总成噪声问题为结构共振和电磁激励所致。针对结构共振问题,考虑电驱总成结构耦合特性、电机材料复杂多样性和线圈绕组质量,建立电驱总成有限元分析模型,求解出电驱总成的模态和振动响应,并通过敲击法模态试验得到模态参数进而对有限元模型进行验证,在此基础上以模态应变能为依据对电驱总成结构的局部刚度进行优化,提升结构共振频率,降低共振风险。针对电磁激励问题,以电驱总成中的永磁同步电机为研究对象,建立电磁仿真分析模型,以影响磁通密度的转子槽口的槽形、槽宽、槽深和槽间角度4个因素建立正交试验设计表,通过极差值得到各因素对齿槽转矩和输出转矩的影响水平,最后以降低齿槽转矩、加工工艺简单和对输出转矩影响小为目标,运用16组具有代表性的电磁方案,完成256个参数组合的寻优,并对优化方案进行了数值仿真计算。研究结果表明：优化方案的改善效果较显著;研究可为电动汽车车内噪声改善提供试验技术支持,并为电驱总成的结构共振噪声和电磁噪声控制提供方法参考。     

基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控

为解决城市快速路正面临的日益严重的交通拥堵问题,提出了一种针对城市快速路的基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控方法,该方法能够有效利用海量交通数据进行交通预测,实现拥堵的主动管控.首先,基于交通路网的空间有向性和交通流的时空特性,定义了有向的距离影响矩阵、修正欧式距离矩阵和自由流可达矩阵,构建出有向的图卷积算子,...     

公路隧道照明精确检测与智能控制系统研究

为解决公路隧道照明系统节能与行车安全、运营管理之间的矛盾,采用理论分析及实际检验的方法,分析了隧道照明控制系统的调光原理、照明控制系统结构以及亮度检测误差产生的原因,设计了一种可调量程的亮度检测仪并给出校准及亮度检测步骤,解决了公路隧道亮度精确检测的难题,采用模糊神经网络算法在照明系统中进行了实际应用,实践证明本算法在亮度满足实际运营需求的前提下可取得良好的节能效果。     

Direct yaw moment control and power consumption of in-wheel motor vehicle in steady-state turning

Driving force distribution control is one of the characteristic performance aspects of in-wheel motor vehicles and various methods have been developed to control direct yaw moment while turning. However, while these controls significantly enhance vehicle dynamic performance, the additional power required to control vehicle motion still remains to be clarified. This paper constructed new formulae of the mechanism by which direct yaw moment alters the cornering resistance and mechanical power of all wheels based on a simple bicycle model, including the electric loss of the motors and the inverters. These formulation results were validated by an actual test vehicle equipped with in-wheel motors in steady-state turning. The validated theory was also applied to a comparison of several different driving force distribution mechanisms from the standpoint of innate mechanical power.     

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.