基于响应面模型的滑移门动力学特性多目标优化

为了在满足开启轻便性的条件下提升滑移门的运动平顺性,提出了基于响应面模型的滑移门动力学特性多目标优化方法.基于刚柔耦合多体动力学方法建立某MPV车型的滑移门模型,对其运动平顺性及开启轻便性的评价指标进行分析,并通过滑移门台架试验验证了该仿真方法的可靠性.对滑移门运动机构进行参数化设计,结合拉丁超立方采样法进行试验设计,通过对滑移门动力学特性指标进行灵敏度分析,得到了结构参数对性能的影响规律.建立精度可靠的滑移门动力学特性二阶响应面模型,各项指标的复相关指数R2均高于0.9.采用NSGA-Ⅱ遗传算法对滑移门运动机构进行多目标优化,滑移门中导向轮载荷峰值与质心加速度峰值分别降低39%和24.4%,全开所需时间低于1.8 s,在满足开启轻便性要求的同时,显著提升了滑移门的运动平顺性.     

电动助力转向系统的建模和仿真分析

在建立电动助力转向系统数学模型的基础上,对电动助力转向系统的控制算法及控制逻辑进行了分析研究,建立了系统状态空间方程,并对系统模型进行了仿真分析,得出电动助力转向系统的转向动态特性及对路面干扰的响应情况,研究结果为电动助力转向系统的设计与实际应用打下了理论基础.     

基于行人运动模型的人群疏散三维仿真

以人群运动过程中人与人和人与建筑之间的相互作用为出发点,探讨了行人群集行为疏散模型及三维仿真问题.建立了一种基于人员行为细节的微观离散仿真模型,采用蒙皮动画和有限状态机技术实现对人物行为和人物模型细节状态的控制,可以实现人群疏散过程的动态三维可视化仿真.     

非确定部分有限状态机的一种新的一致性关系及其测试

在系统实际测试过程中,发现非确定部分有限状态机的模型可以方便地描述和刻画许多系统的逻辑行为.但在这种模型下,状态机并非完全接受所有的输入序列,且在某些输入序列上会产生不确定的输出序列,所以,经典的完全确定有限状态机的一致性定义,即被测实现和协议规范等价,不适用于非确定部分有限状态机.本文引入了一种新的一致性定义,并在非确定部分有限状态机下,给出了该一致性定义下完备的测试序列生成方法.     

基于分层有限状态机的检修工作票智能防误技术

为满足电网对输变电设备检修工作票的高可靠性要求,消除因工作票误填而导致的电网安全事故,文章提出基于分层有限状态机(hierarchical finite state machine, HFSM)的检修工作票智能防误技术,从而降低因信息误填引起的电网潜在风险,提高电网运行安全性和可靠性。首先基于有限状态机理论和分层技术建立分层有限状态模型,提高逻辑分析效率;其次建立基于分层有限状态机的检修工作票防误模型,其中外层为数据信息防误层和安全逻辑分析层,内层为有限状态机流转状态;然后提出用以刻画误填状态频次的防误状态概率指标,从而降低潜在的工作票误填风险;最后通过设计的算例验证该文所提模型的有效性和可行性。     

飞机货舱门作动系统工作状态分析与虚拟仿真

为研究飞机货舱门作动系统的工作状态,确定操作和状态转移逻辑、核心处理任务,采用有限状态机理论模型进行系统性的梳理,识别出状态划分、故障管理、运动规划等关键问题并给出了解决方案.基于Matlab一体化建模方法构建虚拟操作环境,并进行仿真验证.结果表明,作动系统工作状态清晰,指示和故障处理逻辑合理,运动规划结果可行,验证了所用方法的有效性.分析结果可以为底层代码实现提供支持.     

自动化弹库控制系统时序设计与仿真

针对自动化弹库的结构和功能,确定了弹库系统控制策略和控制体系.基于有限状态机理论并利用MATLAB/Stateflow建立弹库控制系统的层次化仿真模型,对弹药转运过程的时序逻辑进行了设计和仿真.仿真结果表明利用该方法设计的弹库控制系统时序满足系统要求的各项指标,验证了这种设计方法的有效性.     

基于有限状态机理论的汽车防抱死系统仿真

在对某车型进行动力学分析的基础上，建立了与防抱死系统(ABS)相关的数学模型；根据有限状态机理论对防抱控制器的关键——防抱控制逻辑建立了Stateflow模型；并且以车轮角加速度和滑移率为控制对象，在Matlab／Simulink仿真软件下，分别对汽车在单一路面和附着系数突变的路面上制动时的情况进行了仿真研究。仿真结果表明，采用该模型的防抱死系统能够达到较为理想的制动控制效果，同时具有较强的鲁棒性。     

容量有限批量服务轮询多址系统建模与分析

采用马尔科夫链理论,对一类批量服务、队列容量有限的轮询多址系统进行分析,建立了系统状态转移图,推导了基于信息分组数的队列状态转移概率公式.使用Matlab基于有限状态机理论的Stateflow工具箱,对该类模型进行了具体的建模与仿真,并考虑了站点具有不同优先级的情况.实验结果表明,基于Stateflow的模型与仿真方法能够有效地反映该类模型服务器的平均循环时间和站点信息帧丢弃率等统计特性.     

基于有限状态机的智能车辆交叉口行为预测与控制

提出一种智能车辆交叉口行为预测与控制方法. 建立交叉口车辆行为预测的有限状态机(FSM)模型,对交叉口其他车辆的行为进行预测. 构建应用于智能车辆的混合状态系统,引入有限状态机模型,结合智能车辆交叉口安全条件运行规则,实现智能车辆离散状态分析及车辆控制. 运用PreScan和Simulink/Stateflow实现交叉口联合仿真. 结果表明,该方法可以使智能车辆安全地通过有其他车辆通行的交叉路口.      

主动悬架与电动助力转向系统模糊集成控制

建立了包括转向运动模型、俯仰运动模型和侧倾运动模型的汽车主动悬架与电动助力转向系统的整车集成系统模型．分析汽车转向时转向系与悬架对车辆综合性能的影响，并应用模糊逻辑控制理论，设计了主动悬架系统与电动助力转向系统集成控制器．计算结果表明，所采用的模糊集成控制策略，有效地消除汽车转向时由转向效应对悬架作动器作用力的影响，以及车身姿态对电动助力大小的影响，不但实现了转向时的操纵轻便性，又明显提高了转弯时汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性等整车综合性能。     

基于快速终端滑模状态观测器 的车轮滑移率跟踪控制

针对自动驾驶电动汽车对车轮滑移率跟踪控制的需求,提出一种基于快速终端滑模状态观测器的全状态反馈车轮滑移率跟踪控制器.首先,以车轮制动力矩导数为控制输入,建立车轮滑移率跟踪控制模型,避免车轮滑移率跟踪控制器设计过程中引入不连续项对系统稳定性和控制性能的影响.随后,利用有限时间稳定和快速终端滑模控制理论设计具有有限时间收敛特性的快速终端滑模状态观测器,实时观测未知的系统状态信息.以此为基础,采用模块化思想独立设计快速终端滑模跟踪控制律,实现车轮滑移率的连续、快速的跟踪控制.最后,结合车辆动力学仿真软件建立模型在环测试系统,仿真验证本文提出的车轮滑移率跟踪控制器的可行性和有效性.     

汽车电子稳定控制系统控制策略仿真分析

为了避免汽车在低附着路面上高速转弯或者紧急避障时易发生不稳定现象,设计了基于模糊理论和滑模理论的模糊滑模控制策略。建立车辆二自由度理想模型,选择横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,对其理想值进行计算;基于车辆运动参数对失稳状态做出分析;并对失稳状态下的车辆进行横摆力矩控制。基于等效控制法设计了积分滑模控制器,对横摆角速度和质心侧偏角的偏差采用质心侧偏角协调加权法调节比例权重,并通过模糊控制规则调节滑模控制器切换系统的切换增益大小,建立模糊滑模控制器。在MATLAB/Simulink中对控制策略进行仿真分析,仿真结果表明：在阶跃工况下,横摆角速度的稳态值与理想值仅差0.005 rad/s,质心侧偏角与理想值几乎重合,仅差0.003 rad;正弦工况下,横摆角速度超调值与理想值仅差0.04 rad/s,质心侧偏角也仅差0.008 rad。与参数自整定模糊PI控制策略相比,模糊滑模控制响应速度更快,能够较好地跟踪理想曲线,达到稳态效果更好;同时能产生更大的横摆力矩,更好地控制汽车的稳定性,验证了控制模型的正确性。     

基于转向响应特性的智能车辆轨迹跟踪双闭环控制

智能车辆轨迹跟踪的准确性与鲁棒性是车辆运动控制性能的重要表征,基于路径预瞄信息的跟踪控制研究使车辆性能显著提升. 然而,车辆转向系统响应不足给车辆实时准确的基于预瞄信息跟踪参考轨迹带来挑战. 针对此问题,实时引入转向系统状态建立双闭环轨迹跟踪控制结构,保证智能车辆轨迹跟踪控制算法对转向系统响应不足的鲁棒性. 具体结构外环基于预瞄信息使用模型预测控制求解最优转向角,内环基于转向状态误差使用PID方法设计反馈控制律以补偿转向响应不足. 双闭环结构耦合控制输入保证了车辆鲁棒最优跟踪控制. 最后通过Carsim与Simulink联合仿真,验证了该双闭环控制结构的有效性.      

一类非线性系统的非奇异Terminal滑模控制

针对一类二阶非线性系统提出新的Terminal滑模控制面以克服传统的Terminal滑模控制的奇异问题,同时确保系统从任何初始状态在有限时间内收敛至平衡点;进一步考虑系统参数摄动和外界扰动等不确定性因素上界的未知性,用Lyapunov稳定性方法给出了一个带有未知性上界参数估计的自适应非奇异Terminal滑模控制的控制.     

基于蚁群优化FEKF算法的汽车状态估计

针对汽车状态估计过程中观测噪声时变问题,提出一种双重迭代自适应滤波算法—蚁群优化模糊逻辑扩展卡尔曼滤波(FEKF)算法.建立考虑Fiala轮胎模型的汽车二自由度非线性动力学模型,利用模糊逻辑对扩展卡尔曼滤波(EKF)算法估计过程中的观测噪声水平进行在线修正,同时引入蚁群优化算法对模糊逻辑中的输入输出隶属度函数进行优化,得到的双重迭代算法对处理强时变观测噪声水平下滤波估计过程具有很强的自适应性.最后通过建立虚拟仿真试验来验证该蚁群优化FEKF新算法的估计精度,结果显示,蚁群优化FEKF算法相比较于FEKF算法估计精度更高,鲁棒性更强.     

一类热弹性系统的变结构控制

考虑一个由偏微分方程及初值与偏值条件所描述的线性热弹性系统. 根据所考虑的热弹性系统, 定义了相应的线性偏微分算子及适当的状态空间. 讨论了变结构控制问题. 利用算子半群方法证明了等效控制原理在热弹性系统中的有效性, 在此基础上讨论了变结构控制系统的渐近稳定性; 设计变结构控制律, 保证了系统在此控制下是指数一致稳定的, 最后给出了使滑动模稳定的控制律.     

基于工况传递路径法的后背门振动噪声识别及模态分析

针对某国产SUV怠速时车内结构噪声过大的问题,结合工况传递路径法、有限元仿真和实验测试进行了噪声源的识别和确定。根据发动机以及排气系统对车内噪声的贡献,建立了该车型能量传递路径的分析模型,由工况传递路径法确定后背门对车内结构噪声的贡献量最大。然后,采用有限元软件对后背门进行有限元仿真,结果表明后背门的固有频率与发动机二阶频率之间存在耦合。同时,对该车型进行了整车实验模态和噪声测试,实验结果验证了方法的有效性。