磁浮轨道巡检车侧向动力学研究

为研究一种新型磁浮轨道巡检车的侧向动力学性能和评价其导向系统的安全性,建立了11自由度的车辆动力学模型,模型着重考虑了巡检车的侧向位移、侧倾和横摆运动。在MATLAB环境下建立和求解了模型的微分方程,仿真分析了以稳定速度通过曲线轨道时车辆的动力学响应。结果表明,车辆在未设轨道超高的情况下通过曲线轨道时,内侧的导向弹簧受力变化较大,外侧受力变化较小;车辆在通过曲线轨道时会有较明显的横摆运动;车速的变化对导向力和横摆运动有较大的影响。     

轻度混合动力AMT系统经济性换挡规律优化

装备机械自动变速器(AMT)的混合动力车辆驱动系统包含了发动机、电机和电池以及传动系统,不能按照传统AMT车辆的方法制定其换挡规律.在综合考虑发动机、电机的工作性能以及电池荷电状态的基础上,以燃油经济性能为目标,提出了装备机械自动变速器的轻度混合动力车辆电动机部分助力时的能量分配策略和经济性换挡规律,并进行了仿真.结果表明,采用新的经济性换挡规律,能更加有效地发挥混合动力车辆的性能,提高燃油经济性.     

轮毂电机驱动电动汽车电子差速系统研究

针对轮毂电机独立驱动电动汽车电子差速问题进行了研究.电子差速器要实现当车辆直线行驶时,两驱动车轮的轮速相等,而当车辆转向时,欲使车轮不发生滑移,车轮相对转向中心的角速度相等.为此,考虑车辆转向行驶时轴荷转移、向心力以及轮胎侧偏角的影响,计算每个车轮需要的驱动力矩,以车轮的滑移率为控制目标,提出了基于滑模控制(SMC)的电子差速控制策略,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真.仿真结果表明,此电子差速装置可以实现车辆直线行驶和转弯过程中将滑移率控制在最佳范围内,车辆能够按照预定方向稳定行驶.     

电传动履带车辆动力性能协同仿真与试验研究

为了把某轻型履带车辆的机械传动系统改装成双电机独立驱动电传动系统,提出了驱动系统中感应电机、侧传动性能参数与整车设计参数和动力性能参数之间的合理匹配理论。借助动力学分析软件RecurDyn和控制系统分析软件Matlab/Simulink,对整车行走系统及电机驱动系统进行了混合建模和协同仿真,提出了转矩控制策略,分别从协同仿真和实车路况试验两方面对整车动力性能指标进行了客观评价。动力性能指标的仿真结果和试验结果均说明了电机驱动系统和整车参数的匹配是合理可行的,协同仿真模型及控制策略是正确的,体现了电传动履带车辆具有优越的动力性能。     

电动轮车辆轮内主动减振系统设计与研究

提出在轮毂电机与车轴之间安装直线电机的电动轮结构,建立带轮内主动减振系统的11自由度电动轮车辆动力学模型,利用最优控制理论以车身垂向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度、车辆主悬架动行程和车轮相对动载荷五参数均方根值加权平方和的积分值最小为优化目标,以轮毂电机与车轮垂向相对最大位移10 mm为约束条件,对轮内主动减振系统的控制器进行设计。结果表明,与轮毂电机刚性连接车轮的电动轮车辆模型相比,有轮内主动减振系统的电动轮车辆模型既可满足对车轮内部空间对轮毂电机垂向相对位移要求,又使车辆平顺性轮胎接地性能有明显改善。     

弹性轨道上二自由度磁浮车辆动力学仿真研究

建立了二自由度磁浮车辆轨道耦合动力学模型,选用合理的控制方案和数值算法,对车轨耦合动力响应基本特性进行了数值仿真,证明了所采用的控制方案能实现磁浮列车稳定悬浮运行。此项研究对进一步探讨磁浮车轨相互作用问题,完善系统设计参数具有参考价值。     

直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究了一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点.利用计算机仿真技术,建立了包括直线感应电机、逆变器、矢量控制器以及车体在内的直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真模型,对该系统进行了全面仿真研究.仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际直线感应电机互馈试验台系统的设计和调试提供了新的思路.     

混合动力汽车操纵稳定性模糊控制仿真研究

通过研究混合动力汽车操纵稳定性控制对电机回馈制动系统的要求及对相关工作状态进行分析,针对混合动力汽车设计了一种新颖的电机回馈制动与液压制动复合混合动力汽车操纵稳定性模糊控制系统,并讨论了前馈补偿控制器、模糊控制器、电机回馈制动协同控制器的设计与协同控制策略.以变道工况、高速转向工况及紧急制动工况为例,进行了混合动力汽车操纵稳定性控制试验研究,结果表明该操纵稳定性控制系统使车辆在以上工况运行时能够迅速、准确、安全地按照驾驶员的意图行驶,制动性能良好,而且在道路条件和行驶条件改变时具有较强的适应性和鲁棒性.     

基于能量最优的无人驾驶汽车路径跟踪控制

动力总成控制对无人驾驶汽车的动态性能和经济性起着重要的作用。为了提高车辆在路径跟踪过程中的动力性和经济性,提出了一种基于能量最优化的路径跟踪控制策略。控制策略分为两部分,在上层控制器中使用非线性模型预测控制来计算所需要的动力参数和前轮转角。下层控制器采用基于电机能耗数值最优的方法进行设计。该方法可以确保电机一直运行在效率最优状态,并可根据电机状态动态调节无级变速器以满足车辆动力需求。仿真结果表明,控制方案具有良好的跟踪性能和节能潜力。     

并联混合动力汽车扭矩协调控制策略仿真研究

对于使用机械式自动变速器(AMT)的并联式混合动力汽车(PHEV),能量管理策略的实现需要对发动机、电机以及离合器和变速箱进行协调控制,为此,建立一个分层控制系统来管理整车的能量分配和实现整车的能量分配策略。能量管理策略的实现层以改善车辆行驶平顺性和减小离合器磨损为目标,协调控制动力和传动系统,实现能量管理层需要的扭矩分配、工作模式切换以及换档等要求。在Matlab/Simulink环境下建立了并联式混合动力汽车动力传动系统的仿真模型,通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车,试验结果表明了控制系统和控制策略的适用性。     

基于xPC的地铁TCU实时仿真测试系统设计

在讨论地铁牵引系统动态特性和控制原理的基础上，应用MATLAB的xPC Target工具箱，构建了针对牵引控制单元（TCU）的实时仿真测试平台。测试平台采用了基于网络的主副机结构，在实验室环境再现了机车正常运行的各种工况。还讨论了实现测试系统所需要的硬件、软件、和通信方式。对比分析了在线实时数据和实验室测试数据，证明了这种方法的有效性。     

高速履带车辆悬挂系统动力学仿真

研究了高速履带车辆在不平路面(包括各种障碍)行驶时悬挂系统的动力学响应问题,采用多刚体动力学理论建立了高速履带车辆悬挂系统与地面作用的动力学模型,模型中特别考虑了履带对履带车辆动力学响应的影响。基于Matlab/SimuLink环境对所建模型进行了计算机仿真,并对车辆悬挂系统的动态响应进行了动画输出。仿真实例分析说明本文所建模型和建模采用的方法对高速履带车辆的悬挂系统的设计和动力学分析具有积极的作用。     

基于支持向量回归的地铁牵引能耗预测

预测地铁线路未来牵引能耗.有助于评价线路的牵引用能效率、节约能源.地铁牵引能耗影响因素众多且呈非线性关系.因此基于历史数据建立支持向量机回归模型对地铁牵引能耗进行预测.首先,将牵引能耗的影响因素分为供电系统、线路条件、列车属性、运营组织及环境因素五类,并选取线路可变影响因素作为模型输入;然后,利用遗传算法对模型参数进行寻优,适用度函数设计采用交叉验证方法:最后,基于模型最优参数对牵引能耗进行预测.案例结果表明,交叉验证方法有助于提高模型预测精度;支持向量机回归模型的预测精度高于BP(back-propagation)神经网络模型与多元线性回归模型.     

Promoting Metro Operation Safety by Exploring Metro Operation Accident Network

Understanding the causation of accidents is essential to promote metro operation safety.In terms of 243 reported metro operation accident cases in China, a directed weighted network was constructed based on complex network theory, where nodes and directed edges denotes factors and event chains respectively. To reveal the key causal factors, the topological characteristics of metro operation accident network(MOAN) were analyzed from both global and local views. The results show that facility-type factors are more closely related to the occurrence of the accidents from the perspectives of average path length and cascading effects. Accident types like train delay and train suspension are the great risk recipients. Key causal factors with large out-degree, out-strength, betweenness centrality and cluster coefficient, such as communication and signal failure, vehicle failure and piling into the train should be noticed. The research framework proposed in the paper is not only applicable to China's metro operation system, but also appropriate for other transportation system safety studies.     

自适应巡航系统车辆跟驰控制策略仿真

为提高自适应巡航系统对行车环境的适应性,提出一种基于可变间距的车辆跟驰控制策略。建立基于无迹卡尔曼滤波的车辆运动模型,近似估计本车质心轨迹的曲率半径。建立前车目标辨识模型,根据前车与本车的相对运动状态判定前车跟踪目标。设计车间距离控制策略,通过调节车速控制本车与前车保持安全车距行驶。开展本车换道、曲线路径的复合工况仿真试验,结果表明,本车能够快速、平稳地跟踪前车目标。     

基于自适应动态逆的着舰控制器设计

针对舰载无人机着舰过程中存在参数不确定、舰尾流干扰等问题, 设计了一种基于自适应动态逆的着舰控制律。通过动态逆消除了非线性以及多变量耦合, 在此基础上加入自适应律, 分别设计了俯仰姿态控制器和速度控制器, 并应用Lyapunov稳定性原理修正了自适应律并用来处理动力受限时的速度控制问题, 保证动力补偿系统的稳定性。仿真验证结果表明,该控制方法具有较好的动态性能与鲁棒性, 能够在复杂环境下以较高精度跟踪期望值, 符合无人机着舰指标要求。     

过山车动态仿真建模方法研究

随着过山车速度及运动复杂性不断提高,其研制过程的动力学分析、安全评价愈显重要,传统方法已很难满足要求。采用虚拟样机技术和图形学方法对轨道模型、车辆拓扑结构以及轮轨关系等过山车动力学建模中的关键问题进行研究,并在ADAMS软件中实现。通过仿真分析,在设计阶段就可获得过山车在不同工况下运行时各部件的速度、加速度及载荷变化曲线,为进一步的强度校核、安全性分析提供可靠依据。     

仿真交通流混沌特性研究

基于非线性跟驰模型建立了由五辆机动车组成的动态仿真模型,利用Matlab软件产生了五辆机动车的仿真交通流,给出了在一定参数组合下前后车辆之间的车头间距、速度差随时间变化的过程曲线.并结合实际交通系统的特点,对仿真结果做了理论分析.基于混沌时间序列分析方法,提出了证明非线性跟驰模型产生的仿真交通流具有混沌特性的一种方法,并分析了模型参数对仿真交通流动态特性的影响.该研究结果有助于进一步理解实际交通流系统的动态特性,并为短时交通流预测、诱导方法和智能交通控制提供理论依据.     

航迹起始算法及性能仿真

在深入研究基于逻辑的航迹起始方法和基于Hough变换技术的航迹起始方法的基础上,把基于逻辑的方法和Hough变换法相结合,提出了基于目标运动状态的航迹起始算法。该算法首先利用目标的位置信息形成候选目标航迹,在候选目标航迹扩展过程中,利用来自同一个目标的量测数据在较短时间内(相邻2个采样周期)具有相同的运动状态,利用目标的运动状态对候选航迹进行检验。进行了性能比较仿真,仿真结果表明:该算法在正确航迹起始概率上和基于逻辑的方法相当,但其虚假航迹起始概率远低于其他航迹起始方法;并且对存储要求低,适于工程应用。