车距自控系统跟车模型稳定性仿真分析

用仿真分析方法,对可能用于车距自控系统的跟车模型的稳定性作了分析,主要内容包括：选定了３种可能用于车距自控系统的跟车模型,在以通行能力为约束的条件下,以前车突然制动与平稳降速２种典型驾驶行为和行驶车距与车速２种主要车辆行驶参数,对选定的３种跟车模型作了仿真,根据仿真结果给出了适用于车距自控系统的变速控制模型。     

穿城镇道路交通流特性研究

将穿城镇道路划分为公路段、适应段、城镇段,利用车辆分型统计系统研究不同路段交通流特性。研究小型车和大型车在各路段的速度和车头时距分布特征。结果表明：大型车车速分布更加集中。公路段、城镇段进城镇方向小型车平均车速比大型车高2.0 %、10.1 %,出城镇方向比大型车高3.9 %、9.6 %。适应段大型车车速较高,进城镇、出城镇方向大型车比小型车平均车速高0.4 %、3.5 %,表明适应段大型车出城镇加速行为明显。公路段、适应段、城镇段小型车出城镇平均车速比进城镇高5.2 %、3.3 %、4.8 %,大型车出城镇平均车速比进城镇高8.1 %、11.4 %、5.3 %。车头时距分布呈现逐渐减小的趋势,公路段、适应段50 %以上的车头时距在10 s内,70 %以上的车头时距在20 s内;城镇段60 %以上的车头时距在10 s内车、80 %以上的车头时距在20 s内。适应段车头时距较大,驾驶员驾驶谨慎。     

年龄及分心对反应时间影响与安全车距分析

驾驶员反应时间受多种因素影响，存在模糊性与随机性，本文中对一些实验数据进行拟合归纳，得出分心驾驶条件及正常驾驶条件下反应时间的概率密度函数，使用模糊物元分析法确定了适应于各年龄人群的反应时间概率密度函数。在此基础上，根据车速及年龄条件，将反应时间进行归类划分和区间细化，分析了适宜于不同年龄、车速且在考虑分心驾驶状态下的安全车距，并研究了更符合实际行车状况的防碰撞安全车距模型。     

汽车自适应巡航控制的间距策略

汽车自适应巡航控制中,为确定不同车距下的控制策略,通过建立汽车行驶模型和制动模型,推导得到车速判据、第一车距判据、第二车距判据。将前后两车之间距离按此三条判据,由前至后划分为避撞区域、制动区域、降速区域、加速区域。自适应巡航系统能够判断和识别汽车当前所处区域,能够决定当前所应采取的驱动控制和制动控制策略。     

汽车主动避撞系统安全报警算法

针对汽车主动避撞系统的安全报警要求,在比较固定车距报警、车头时距报警和驾驶员预估模型报警算法,并结合汽车制动过程运动学分析的基础上,提出了一种新的基于驾驶员模型的安全报警算法。该方法具有贴近驾驶习惯且易于工程实现的特点,该文通过仿真分析验证了其合理性。实车实验结果表明:车速为20km/h时,驾驶员模型算法优于车头时距算法,而两种驾驶员模型算法之间则相差不大;车速增加至30km/h时,驾驶员预估模型算法与车头时距算法结果接近,而该文提出的算法的报警时刻更好。     

基于不确定度理论的汽车-行人侧面碰撞速度计算方法研究

人-车碰撞事故中通常包含不确定因素,根据这些取值不确定的参数估算车速,具有不准确性。提出一个基于汽车-行人第一落地点的碰撞车速计算模型,可应用于行人抛距不可靠的情况下。为了提高该模型碰撞车速计算的准确性,引入了再现车速不确定度理论的评定方法。结合一起轿车与行人的碰撞事故,计算出行人第一落地点车速模型的车速最优取值范围。通过PC-Crash、MADYMO模拟仿真验证及与抛距模型车速计算结果的对比,验证上述车速计算分析流程的可行性与合理性。     

自适应巡航执行机构在环仿真跟随控制器设计

为解决自适应巡航控制快速原型开发并提高仿真系统精度,建立了包含电子节气门与主动制动等硬件在内的执行机构在环仿真系统. 利用模糊前馈与PI反馈设计了以距离偏差和速度偏差为输入,基于加速度控制的前车跟随控制器,使主车保持安全车距跟随前车车速行驶,利用执行机构在环仿真系统对开发的前车跟随控制器进行了验证. 结果表明仿真系统运行正常,前车跟随控制器可完成对主车的控制,并对主车参数的变化及环境扰动具有一定的抗干扰能力.      

人-电动助力车系统结构参数稳定性分析

基于电动助力自行车全局结构参数模型并引入人体质量参数、路面坡度及外部载荷等因素，得到全面且完整的人-车系统动力学方程. 利用二阶微分方程特征值来分析人-车系统稳定性并在此基础上划分出人-车系统的5种骑行车速区间. 定义了6个系统稳定性评价指标，以此来分析不同结构参数对系统稳定性的影响程度. 引入了量纲一的区域灵敏度指标和区间车速灵敏度指标，来表征结构参数对不同运动模式区域及系统骑行自稳定性的影响，基于相关性分析对区间车速灵敏度指标进行区域分类并对不同结构参数与系统自稳性能的关系进行解释说明. 结果表明，系统主要结构参数、人体不同姿态角及不同路面坡度角等参数对系统车速区间及系统自稳性的影响程度有着显著差别，可以使用灵敏度指标来表征系统结构参数对系统稳定性的影响程度，灵敏度参数的大小能够反映系统稳定性的强弱.      

驾驶员制动速度与生理反应的混合效应模型

选择8位35~48岁之间的驾驶员,利用动态心电分析仪、Frecord数据采集系统及动态GPS对紧急状况下驾驶员制动速度与生理反应进行试验分析.综合考虑车距障碍物距离、行驶车速、行车时段、个性特征等因素,建立混合效应模型,并对同时受行车环境影响、且存在关联的制动速度与生理反应间的关系进行研究.结果表明,车距障碍物距离对最大制动踏板速度的影响作用大于行车速度的影响作用,为进一步分析紧急状况下驾驶员行为提供了新的方法.     

高速公路汽车防追尾安全行驶研究

为了提高在高速行驶状态下的车辆主动安全性能,并针对高速公路上汽车追尾事故发生的特点,以汽车制动过程为分析基础,得到3种不同的安全车距计算方法.利用Matlab对干燥路面状况下的车速与安全车距的关系进行仿真.仿真结果表明,其符合国家对机动车运行安全的要求.在此基础上,研究了汽车防追尾安全行驶的控制与执行,最后提出了基于不同影响因子的安全车距等级预警方法.     

"起-停"巡航控制系统的纵向车距控制方法

针对单一设计距离控制中出现的速度滞后问题,综合考虑速度和距离的控制,提出了一种基于"起停"巡航控制系统的纵向车间距控制器设计方法。该控制器的设计中引入了控制因子,建立了兼顾速度和距离控制的目标性能函数,并对控制因子的取值作了讨论。通过理论分析和仿真实验表明,所提出的控制方法使速度滞后的问题得到改善,同时控制器对质量具有鲁棒性。     

采用变时域模型预测的车辆路径跟踪控制方法

为了解决自动驾驶车辆变速行驶时模型预测路径跟踪控制器的可靠性问题,提出一种变预测时域自适应路径跟踪控制方法.首先,推导简化后适用于仿真验证的车辆三自由度动力学模型,引入松弛因子以避免求解过程中出现非可行解,并将跟踪控制转化为二次规划求解问题;然后,确定模型预测控制器的重要设计参数,分析车速和预测时域的变化关系,拟合预测时域与车速的函数曲线,设计一种变时域自适应路径跟踪控制器;最后,搭建Carsim/Matlab/Simulink联合仿真平台进行验证.结果表明:变时域自适应路径跟踪控制器能够随着车速变化实时更新预测时域,可保证车辆具有较好的跟踪精度和稳定性.     

一种新型的高精度动态车辆称重系统

基于嵌入式μC/OS II平台设计了一种车辆动态称重系统，该系统采用两组压力传感器直接判断汽车行驶方向，判断更加准确；有效解决了由于传感器的非线性和车辆速度因素导致的称重误差，能够快速准确地对过往的车辆进行称重，实时计算、存储、显示，并根据实际情况实施控制。车辆的称重实验表明，相比以往动态称重系统，本系统抗干扰能力强、稳定性好、称重精确。     

侧向风作用下跨座式单轨车辆运行平稳性研究

 针对侧向风作用下跨座式城市单轨车辆的运行平稳性问题,利用多体动力学软件Adams 建立跨座式单轨车辆“车体-轮胎-轨道梁”耦合系统动力学模型,基于空气动力学原理,研究了侧向风风压中心随着车辆运动过程的变化情况,并对不同车速、风速、轨道梁线形下跨座式单轨车辆在侧向风作用时的运行平稳性进行仿真计算和对比分析,结果表明,车速和风速的变化对在侧向风条件下的跨座式单轨车辆横向加速度影响很大,会进一步影响车辆的运行平稳性,且当车速或风速过大时,车辆不满足平稳性指标,会发生失稳现象。     

普通公路车速分布特性的回归分析

采用多元线性回归的方法,分别建立了平均车速、15%位车速、85%位车速与车道数、限速值、车道位置、车型、道路饱和度、大型车比例等6个因素之间的回归模型.然后,采用Logistic回归的方法,建立了车速选择的回归模型.分析结果表明:对于双向六车道普通公路,依据15%位车速,对超车道进行最低车速限制;依据85%位车速,对最高车速实施可变限速、分车道限速和分车型限速.外侧车道上的大型车在饱和度较高的情况下,容易选择低速行驶;双向两车道或四车道公路上的小型车在饱和度较低的情况下,容易选择高速行驶.根据车辆选择高速行驶的概率,设置不同的限速设施.利用这2个回归模型可以计算出特定道路条件下的15%位车速、85%位车速以及车辆选择高速行驶和低速行驶的概率,为普通公路在限速及限速设施选择方面提供依据.     

基于交通状况的道路停车时空管理方法研究

为科学制定道路停车管理方法,通过观测典型一幅路12 m路宽设置两侧停车条件下道路机动车和非机动车不同流量下的速度变化情况,探究机动车和非机动车混行时流量与速度的互动规律,根据影响程度提出设置道路停车的非机动车和机动车流量阈值;然后利用软件搭建仿真场景,探究了停车位数量的分组情况和每组停车带之间的距离对道路交通的影响大小。结果表明：当单向每车道非机动车流量大于420 bic/h的时候,机动车速度变化率较大,比自由流状态时降低了15%左右;当非机动车流量小于420 bic/h,机动车流量大于368 veh/h的时候,机动车速度变化较明显,速度降低了30%左右;当停车位数量分组为每6个一组且每组停车带之间的距离为18 m时,道路停车对交通状况的影响最小。因此得到停车位最佳的布置方式及流量阈值,即分别以非机动车流量420 bic/h、机动车流量368 veh/h作为道路停车管理时间层面的约束条件,不满足约束条件的时段不宜允许道路停车,以达到既不影响正常的交通运行又可以解决停车需求的目的。     

双半挂汽车列车两种建模方法的对比研究

为建立基于线性轮胎特性的双半挂汽车列车四自由度动力学模型,提出了一种从整体角度分析的建模方法.双半挂汽车列车由牵引车、第一节半挂车和第二节半挂车共计三个车辆单元组成.该方法采用对三个车辆单元进行受力和力矩平衡分析,对第二个和第三个车辆单元进行力矩平衡分析,对第三个车辆单元进行力矩平衡分析,可列出四个微分方程并进一步进行求解.与传统的分别对三个车辆单元进行受力和力矩平衡分析,列出的六个微分方程相比,整体法的优势在于无需过多代入求解车辆单元间的约束条件,减少了化简中的繁琐步骤,可有效防止计算过程中出错.在牵引车前轮角阶跃输入下,通过MATLAB仿真求解,两种方法的仿真结果一致,验证了整体法建模的正确性,为下一步建立更复杂的多挂汽车列车系统动力学模型奠定了基础.对低速和高速工况下的双半挂汽车列车各物理参数的仿真结果分别进行分析,发现其存在后部放大效应,且高速工况下更容易失稳,进一步验证了整体法仿真结果的正确性.     

汽车自动变速器行星齿轮新轮系的研究

研究和阐述一种适用于汽车自动变速器的行星齿轮新轮系 .该轮系的基本结构是由 2个行星排和 4个换档执行元件 (2个离合器、2个制动器 ) ,以适当方式连接组成 .它可得到 3个前进档和 1个倒档的传动 .只要增设 1个制动器和 2个单向离合器 ,即成为具有优良的传动和变速性能的行星齿轮变速机构 .采用该机构的汽车自动变速器 ,结构简单紧凑、档位数多、传动效率高、换档平稳、操纵性能好 ,而且此轮系各档都有很宽的传动比范围 ,可以适应不同汽车的传动要求 .     

纯电动车辆坡道自动换挡综合策略与试验研究

为了使配置AMT变速器的纯电动汽车能够更好地发挥电机驱动系统的动力优势,提出了根据换挡后离合器接合时的发动机转速识别坡道行驶工况。根据当时的车速选择合适挡位的坡道换挡策略,并在装有AMT的纯电动汽车上进行了坡道换挡试验。试验结果表明,车辆在坡道行驶过程中,虽然初次选择的挡位不一定能适应该坡道,但通过连续式换挡或跳跃式换挡,最终能选择适合于该坡道的挡位。利用车辆现有的传感器,坡道换挡控制策略实现了坡道换挡控制,不仅满足车辆实际行驶工况的需要,而且使控制系统硬件得以简化。     

高速公路出入口与主线纵坡间净距对行车速度影响仿真分析

高速公路出入口与主线纵坡净距较小时,车辆上下坡时易受分合流影响,速度变化差异性较大,不利于行车安全。为研究纵坡车辆速度实时变化规律,基于出入口与主线纵坡间最小净距,利用三维虚拟现实仿真软件UC-win/Road建立入口-上坡与下坡-出口路段仿真模型,通过Forum8驾驶模拟仪进行实验并采集数据。通过控制变量法调整大型车混入率、分合流比例等特征指标;构建速度度量模型,量化特征指标与速度之间的关系,针对特征指标进行单因素敏感性分析。结果表明：分合流比例及大型车混入率对速度变化影响显著;不同类型车辆的速度大小和变化趋势差异性较大。其中,大型车混入率对上坡段车辆运行状态影响较大,而分流比例对下坡段车辆运行状态影响较大;大型车混入率和分合流比例分别为30%~40%、10%~15%时,速度波动最大,敏感性较强。研究结果可用于为出入口与主线纵坡净距较小时的车辆运行管理及安全措施改进提供理论依据。