电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势与展望

汽车电动化、智能化的发展趋势对底盘系统提出了新的要求和挑战。电动汽车底盘控制系统正从传统的纵横二维平面控制转向整合车轮、转向甚至悬架功能的纵向、横向、垂向三维空间全方位立体综合控制。其中,基于轮毂电机技术的汽车底盘系统是实现这一目标的有效手段。本文对相关的底盘控制技术、主动悬架技术、主动轮系统进行了介绍,认为基于轮毂电机集成主动悬架的电动汽车底盘空间一体化控制技术将是今后的重要发展方向。最后,提出了这一发展过程中的关键问题,包括:轮毂电机及悬架一体化执行器的性能改进和一体化优化设计、全方位底盘系统控制策略以及执行器的测试、标准化与安全性等。     

Mecanum三轮多向行走系统结构与运动原理

常规Mecanum轮一般用于组成四轮全方位系统。将三个完全相同的常规Mecnum轮放置在等边三角形的三个顶点，能构成一种具有实用价值的多向行走系统。该系统不需转向轮或转向机构，仪利用3个轮子旋转速度大小和旋向组合实现平面上一个绕车身中心的定轴旋转、三个沿车身三角形对角线的直线运动。并给出了该系统的结构图，分析了系统实现上述运动的运动学原理。     

高机动履带车辆动力学建模与悬挂特性优化研究

针对坦克装甲车辆在越野机动能力方面的迫切需求,开展了履带式行动系统动力学建模研究.整理得到多体动力学方程变分形式的矩阵表达式,提出以笛卡儿坐标和相对坐标相结合的方式分别推导车体和平衡肘-负重轮对系统广义坐标的贡献方程组,同时考虑了履带对车体及负重轮的受力关系,以及履带节距对地面的滤波作用.通过数值计算在频域对比分析了不同路面和车速下车体加速度和悬挂相对行程随阻尼比变化的影响规律,确定了基础阻尼比,进一步在时域环境对悬挂系统不同轮位和单轮压缩与复原行程的阻尼特性配比进行优化,通过相同路面的仿真对比得出的分配结果能够有效提高车辆的行驶平顺性和越野通过性能,为制定行动系统预测设计方法奠定了基础.     

大型复杂构件机器人移动加工技术研究

大型复杂构件,如大型风电叶片、航空结构件、高铁车体结构件等在航空航天、能源和交通等领域有着广泛应用.为解决大尺寸大型复杂构件的自动化智能化加工,将工业机器人集成在移动平台上,组成移动机器人加工系统,进一步增加机器人加工的工作空间与灵巧度,为大型复杂构件的高效精密加工提供了新思路.本文针对大型复杂构件的移动加工方案,分别从移动加工动力学与控制、移动加工多机器人协作与移动机器人测量三个角度对现有文献进行综述.阐述移动机器人加工的整体实施思路与与之相关的研究现状.进一步地,通过对移动机器人加工动力学进行理论建模和实验分析,得到移动机器人加工的动力学特性,发现移动机器人加工振动主要为周期性加工力所激发的移动机器人与工件的耦合振动.最后,设计了T-S模糊控制器,控制机械臂对工件的恒力匀速磨抛加工.仿真结果表明,采用模糊力位混合控制器能够很好的实现移动机器人对工件的恒力匀速打磨.     

四足机器人高机动越野技术研究

四足机器人是面向复杂环境移动作业的重要装备,其越野技术是当今机器人和智能领域发展的重点和热点.本文围绕四足机器人越野行走时遇到的沉陷、冲击、滑移与磕碰问题,研究四足机器人与地面作用的力学关系,提出基于足壤地面力学和机器人全身动力学联合的四足机器人优化设计方法.通过对足式越野行走的“支撑力-附着力-平衡力”三要素进行理论分析与计算,探讨小惯量多级缓冲仿生腿与基于优化支撑比足端力分配机制、自增力仿生足机构与陡坡的前后肢附着力分配方法、基于地形估计的支撑域稳定控制与基于安全落足点的变步态轨迹规划等关键技术及其解决途径,并开展了实验验证.     

JXTA网络中资源搜索模型的研究与实现

本文改进了对等节点的功能分工和网络层次结构,并引入移动Agent技术,通过移动Agent在集合点之间传播查询通告,提出了一种基于JXTA技术和移动Agent的新资源搜索网络模型,并实现了一个建立在P2P网络上的使用移动Agent进行资源搜索的系统--AJMAS.实验结果表明.通过改进网络结构及相应的搜索策略,能够极大地提高网络的适应性和搜索速度.使基于JXTA协议的P2P网络不再仅仅是一种理论上的研究模型,它将具有很好的应用前景.     

重型机动平台振动定量评价与分析

借鉴IS02631、IS05349等国际标准，并结合机动平台自身特性，建立了某重型机动平台整车振动定量评价方法。并对某标杆车和某原型车进行了实车道路试验，利用建立的整车振动定量评价方法对该两款车进行了整车振动定量评价。结果表明，标杆车驾驶舱内振动较小，驾驶员感觉轻微不舒服，车栽装备处振动也不大，装备使用良好；原型车则驾驶舱内振动稍大，驾驶员较不舒服，车载装备处振动也较大，影响装备使用。为找出其设计上的差异性，对该两款车的悬架、坐垫、发动机悬置件及车架特性进行了分析讨论，找出了标杆车的一些关键性设计特点，为国内重型机动平台的开发提供指导。     

具有自适应能力的轮-履复合变形移动机器人的移动机构与地面约束关系分析

针对非结构环境中路面软硬相间、平坦与崎岖并存的地形特征,提出并研制出一种对非结构环境具有自适应能力的轮-履复合变形移动机器人（NEZA-I）.NEZA-I由控制系统单元、尾轮单元和两个相同的可变形轮-履复合（Transformable wheel-track,TWT）移动模块组成.每个TWT模块能够在一个驱动力的作用下以轮式和履带式两种运动模式在复杂路面上运动,也能根据地面约束力而改变运动模式（即＂轮式-履带式互换＂）和调整运动姿态（即＂改变履带几何形状＂）.本文旨在介绍NEZA-I机器人的基本结构、驱动系统原理、运动模式及姿态,分析TWT模块内部构件之间运动关系,建立NEZA-I在一些典型的运动情形下移动机构与地面之间的约束关系的数学模型,探究TWT模块内部机构参数对机器人环境自适应性能的影响,优化机构参数.实验表明：NEZA-I移动机构平台具有较强的环境自适应性和越障性能,机构参数的优化结果是合理的,所建立的相关数学模型及参数的分析方法是正确的.同时也验证了NEZA-I自适应移动机构平台概念的可行性,从机构学的角度为机器人环境自适应性的研究提供一个思路.     

NP问题的常数轮知识的零知识证明系统

文中研究在标准复杂性假设下NP问题的常数轮知识的零知识证明系统的存在性问题.利用一种特殊的交互证明模式,在因子分解的困难性假设下,给出了NP问题的一个3轮的知识的零知识证明系统.文中给出的证明系统不仅肯定了NP问题的常数轮知识的零知识证明系统的存在性,同时也是对(NP问题的)3轮零知识证明系统的存在性这一公开问题的一个肯定性答复.     

四轮转向车辆分数阶控制方法研究

四轮转向系统(4WS)可根据前轮转向和车辆的状态通过后轮的转向提高车辆转弯能力, 同样, 利用这一转向系统可以改进车辆的横向稳定性和操纵性能. 当前轮转向相同时四轮转向车辆的转弯半径大于两轮转向, 而且普通的控制方法不考虑前轮转向的动态过程影响. 本文利用分数阶导数理论提出一种新的四轮转向控制方法, 其不仅考虑前轮转角和横摆角速度的大小, 而且也考虑到转向角速度的影响. 同时也给出控制方法的一些设计方法, 数值计算结果验证了该控制方法的有效性. 通过对两轮转向和四轮转向的转弯车辆的侧偏角、车辆绕质心的横摆角速度和转弯半径等动力学和运动学特性的计算结果比较, 本文的控制方法对四轮转向车辆在转向过程中的瞬态响应有所改进, 并减小了转弯半径.     

基于构型创新的水陆两栖无人平台减阻增速技术

水陆两栖无人平台的水上航速是其作战效能发挥的核心指标之一,对于快速处置涉水险情,提升航渡生存概率和抢滩登陆机动性具有重要意义.本文梳理了典型轮式、履带式水陆两栖有人/无人平台构造原理和技术特性,阐述了其航态特征和航行时水阻力成分,剖析了高速水陆两栖平台水阻力与其构型的内在联系,重点从可收放悬架创新设计、附件减阻创新布局、车体形状优化仿生、沟槽和气幕技术应用等角度总结归纳了减阻增速方法.研究结论可作为新一代水陆两栖无人平台研制的技术参考,也可为水陆两栖无人装备建设和规划发展提供参考.     

悬架轴对称橡胶衬套径向变形解析计算及试验

为了便于快速、有效地对汽车悬架橡胶衬套进行初始设计、选型及刚度匹配等,基于对试验测得的轴对称橡胶衬套径向变形曲线的分析,利用弹性力学理论,通过在橡胶衬套两端施加正、负虚拟约束应力,对橡胶衬套静态径向变形进行研究,建立了轴对称橡胶衬套在静态径向集中作用力下的径向变形解析式.通过实例,对静态径向集中作用力下的橡胶衬套径向变形进行了解析计算,并与ANSYS软件仿真结果及试验结果进行了对比分析,可知在小变形范围内解析计算值与仿真值及试验值相吻合,表明所建立的轴对称橡胶衬套径向变形解析式在衬套小变形范围内是可靠的.     

初始分布非均匀的疏散行人流实验研究和数学建模

针对初始分布非均匀的行人流疏散问题,通过定义行人在行走过程中的方向模糊可视域,充分考虑了行人在方向可视域选择上的差异性;通过引入出口处行人密度,有效实现了建筑物内初始分布非均匀的行人流动态疏散演化过程;通过定义和标准化处理影响转移概率的因素,改进了场域元胞自动机模型,并将仿真结果与相关已知模型做了对比分析,研究结果表明,改进模型避免了对影响转移概率相关因素的权重依赖;系统疏散时间与方向模糊可视域和出口处行人分布区域大小有关;如果行人在疏散过程中拥有一个较大的视野,系统能够在出口处适中区域内通过电子屏、语音提示等方式实时提供行人密度,就能够有效提高整个系统的疏散效率.     

视频技术的革命:VisioPaD移动式摄像机使用的动态视频监视系统

VisioPaD系统是一种新的“即插即用”式的动态视频监视系统 ,主要用在公路监测领域 ,通过分析视频图像 ,来探测突然停止运动的物体。操作人员不用再配置、调整设备 ,也不用再为设备预先设置参数 ,只要把VisioPaD系统连接在现有的移动摄像机网络上 ,VisioPaD系统便可以自动进行探测 ,使操作人员可以集中精神做其它的工作。这样一来 ,移动摄像机监视系统可以变得更加灵活 ,尤其是可以通过预先设置程序 ,进行自动化的监视 ,而且在自动监视的过程中 ,操作人员随时可以干预。图像可以记录 ,发生事件时 ,操作人员可以倒带检查。操作人员可以通…     

汽车与行人交通冲突中驾驶员操作特性研究

在北京50辆出租车上安装了图像式行驶记录仪，进行了为期一年真实道路环境下的交通冲突调查。本文基于收集的交通冲突数据，从冲突时间、地点、自车速度和驾驶员的制动操作等方面对车辆与行人的冲突特征进行分析，提出了车与行人冲突发生的原因，为汽车与行人事故的预防提供了理论基础。     

NP问题的3轮零知识证明系统的存在性

研究NP问题的3轮零知识证明的存在性.O.Goldreich与H.Krawczyk在1996年证明BBP以外的语言不存在（欺骗概率可忽略的）3轮黑箱模拟零知识协议,但是否存在3轮非黑箱模拟零知识证明仍然是一个尚未解决的问题.采用一种新的交互证明模式,在标准的DDH假设下,对图的3着色问题构造了一个3轮零知识证明.由于对零知识性的证明采用了一种特殊的方法,文中的协议实际上是非黑箱模拟意义下的零知识证明,从而证明了在DDH假设下,所有的NP语言都有3轮零知识证明系统.     

高速流场主动流动控制激励器研究进展

主动流动控制激励器是主动流动控制技术发展的核心问题之一.有效的主动流动控制技术对于保证高速飞行器的飞行安全性、改善飞行器可操纵性和提高飞行器推进效率具有重要意义.高速飞行器技术的发展促进了新型激励器的不断出现,同时也为激励器设计提出了新的更高要求.本文对现有可用于高速流场主动流动控制的典型激励器进行了综述,讨论了激励器的分类和激励器不同工作性能评价参数,重点分析了流体式、机械式和等离子体式三种类型激励器的结构设计、工作机理和应用特性,并结合高速流动控制的实际需要和现有激励器的研究成果,提出了一种新的激励器设计方法.最后本文对各激励器的优势和存在的不足进行了总结,对主动流动控制技术的发展提出了几点建议.     

石墨烯气凝胶全柔性触觉传感器的设计、组装及性能

针对柔性触觉传感器存在的设计难度大、抗干扰性差、不易封装以及线路布置困难等问题,基于Storakers材料模型的应变能密度函数发展了一种基于石墨烯气凝胶(graphene aerogel, GA)的具有“气泡膜”结构的全柔性触觉传感器的设计方法.通过模拟分析发现,相对于“三明治”结构,“气泡膜”结构的GA柔性触觉传感器具有更好的抗干扰性.在此基础上,设计并组装了“气泡膜”结构的GA全柔性触觉传感器,通过实验证实该GA全柔性触觉传感器具有优异的传感特性、力学特性和抗干扰特性.同时,设计开发了压阻式传感阵列的信号采集系统,并成功实现了其对力的大小、物体位置和形状等信息的实时采集和传感监测.     

喷射转发算法:一种基于Markov位置预测模型的DTN路由算法

典型的容迟网络(DTN)场景常表现出大延迟、易中断、高误码率等特点,其中高效节能的路由算法更是一个亟待解决的问题.现有方法主要是通过发送多个副本来提高数据传输的可达性概率,但网络开销很大.为了同时兼顾成功投递率、网络延迟和网络开销,文中提出了基于Markov位置预测模型的DTN路由算法(喷射转发算法).该算法根据节点经过路径的历史信息,用2阶Markov预测机制预测目的节点可能的位置,针对该位置进行多路径的贪婪转发,使包有方向地扩散,减少网络中包的副本数.采用多副本转发的混合发送模式,在保证成功投递率的基础上,有效地减少包副本数,弥补了使用单一模式时不能兼顾网络开销和成功投递率的不足.仿真结果显示,在小节点密度、节点移动速度较快的网络环境下,与spray and wait算法相比,喷射转发算法能有效地提高成功传输率,减小网络开销.     

极寒环境下铁路扣件新型网孔式弹性垫板动力性能及影响研究

为研究新型网孔式弹性垫板在极寒环境中的动力性能,建立网孔式弹性垫板三维有限元模型,选用MooneyRivlin本构模型和温度因子模拟不同温度下橡胶材料的力学性能,分析网孔式弹性垫板动刚度和阻尼系数的温变特性;并基于车辆-轨道耦合动力学理论,计算和分析网孔式弹性垫板在极寒条件下的行车安全性和平稳性,评价网孔式弹性垫板在极寒环境中的适用性.研究结果表明:网孔式弹性垫板具有明显的低温敏感性,当温度在-10℃之上时,弹性垫板的动刚度和阻尼系数变化较为稳定,当温度低于-10℃时,弹性垫板的动刚度和阻尼系数随温度降低而急剧增大.温变条件下网孔式弹性垫板对车辆-轨道系统动力学性能有明显的影响:轮轨力和轮重减载率随温度的降低而显著增大,钢轨的垂向动位移量随温度的降低而减小;在极寒的环境中,高速列车的轮重减载率急剧增大,应采用降低列车运行速度的方法确保列车运行安全.