相关向量机在车辆行驶状态估计中的应用

针对车辆运动的非线性特性,利用比支持向量机(SVM)测试时间短、多样本时具有计算量小的相关向量机(RVM)对车辆行驶状态进行估计.为了能够较为准确地估计车辆行驶状态,采集实车试验数据,利用Kalman滤波器对采集到的车速和横摆角速度数据进行滤波,将滤波后的数据作为RVM的输入.依据贝叶斯理论建立最大似然函数,考虑到横摆角速度和车速变化的差异性,依据不同迭代次数下最大似然估计值、伽马值以及值的差异性确定最佳的迭代次数,保证模型具有较短的测试时间和较高的击中概率.有效性验证结果表明:该模型能够较为准确地逼近待估计样本的真值,其中波动性较大的横摆角速度所需要的迭代次数更多,伽马值和值的变化更为迅速,收敛速度较快.     

部分可观时间Petri网故障的贝叶斯诊断

针对双组元推进系统中环境复杂且部分关键信息无法通过传感器获取,提出基于部分可观时间Petri网故障诊断性的贝叶斯估计方法。研究了基于部分可观时间Petri网的双组元推进系统故障诊断性的贝叶斯估计问题。系统过程的变迁分为可观和不可观,结合变迁触发关系和变迁时间信息,建立Petri网模型的状态类图。遍历所有满足可观测变迁触发时间和序列信息的路径,对于诊断结果为可能故障系统,建立故障变迁对应的贝叶斯Petri网模型,将不可观变迁设置为贝叶斯变迁,根据可观变迁触发状态估计不可观变迁触发概率,进一步判断系统故障状态。最后,建立了基于部分可观Petri网的整体推进系统模块,通过仿真实验验证了算法的有效性。     

基于广义随机Petri网的轨道车辆门系统可靠性分析

轨道车辆车门系统的安全性和可靠性极为重要。采用广义随机Petri网建立轨道车辆车门系统工作过程的可靠性模型,描述系统的静态结构及动态运行过程;对该模型进行Monte-Carlo仿真计算,计算系统在各时间段的可靠性指标。研究表明,应用Petri 网建立的车门系统可靠性模型结构清晰,拓展性强,便于仿真实现,能够为车门系统设计及维保安排提供指导。     

基于广义随机Petri网的MVB网络吞吐性能分析

基于Petri网模型的建模分析方法,对多功能车辆总线网络的吞吐性能进行了分析.首先建立了MVB网络的广义随机Petri网(GSPN)模型,并逐步压缩和简化以便于分析.之后在随机离散有穷状态马尔可夫过程理论基础上,对该模型进行分析计算.同时采用了随机Petri网计算机辅助分析软件TimeNET建立模型和仿真.给出了MVB网络单纯过程数据的报文吞吐量,有效数据传输能力和带宽利用率等性能参数.结论指出广义随机Petri网是对网络协议进行分析的有效工具.     

基于混合Petri网的农业生产工作流建模研究

根据农业生产的实际工作,建构一个基于混合Petri网的工作流模型.混合Petri网一般由连续和离散两个部分组成,模型连续的部分主要反映农田实际工作的进程,离散部分主要表示农机和劳动力等资源状况的变化,提出的模型还可以模拟在生产过程中的工作和间歇状态.仿真结果表明,混合Petri网模型能准确地描述农业生产的过程,在出现不确定因素的情况下能重新分配资源.该模型作为农业生产规划的参考模型,促进在不确定的环境中相关优化算法的发展.     

基于卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着估计

建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,设计了基于联邦卡尔曼滤波理论的车辆行驶状态估计算法与基于扩展卡尔曼滤波理论的路面附着系数估计算法,使车辆状态估计与路面附着估计相互联系、闭环反馈、同时进行.选择典型工况,应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真实验对车辆状态算法和路面附着估计算法进行了验证.结果表明:文中算法能够实现对车辆状态及路面附着系数的准确估计.     

基于Petri网的语义Web服务过程模型匹配算法研究

为了在服务发现中提高效率及准确率，在服务匹配过程中引入了服务执行状态的变迁等因素即服务的过程模型。而Petri网能够把Web服务的过程模型进行形式化描述．在服务发现中引入Petri网，通过Petri网描述web服务的过程模型，再对Petri网进行语义标注，最后通过计算过程模型的相似度来实现基于Petri网的语义Web服务发现匹配．这种方法结合现有采用功能性参数匹配的语义web服务发现对提高服务发现率，尤其对改善服务发现准确率起到了一定的作用．     

自适应软测量算法的汽车行驶状态估计

为了实现车辆行驶状态低成本测量,设计了估计汽车行驶状态参数的传统无迹卡尔曼滤波器和能够有效解决噪声时变特性的次优Sage-Husa噪声估计器相结合算法,通过建立电动汽车3自由度的动力学模型和HSRI轮胎模型,且融合低成本测量的纵、横向加速度和方向盘转向角传感器测量信息,从而可精确估计电动汽车行驶状态.在选定的典型工况下,通过与无迹卡尔曼软测量算法进行对比,硬件在环实验结果有效地验证了自适应无迹卡尔曼软测量算法具有很好的鲁棒性,且比无迹卡尔曼软测量算法更加能够有效地估计电动汽车的行驶状态.     

基于熵权灰色关联分析的车辆行驶安全性评价

为客观评价车辆行驶安全性,系统分析了影响道路交通安全的人、车、路、环境等因素,运用层次分析法构建车辆行驶安全性评价指标体系;运用熵值法确定各指标权重,建立基于熵权和灰色关联分析的车辆行驶安全性评价模型。案例分析表明,影响车辆行驶安全性因素的重要程度为驾驶员因素车辆因素道路因素环境因素,模型评价结果与实际情况相符。     

三羧酸循环Petri网模型的改进与状态输出算法

针对已建立的三羧酸循环混合Petri网模型无法获取循环反应过程中各个阶段模型状态的缺陷,使用混合函数Petri网对原混合Petri网模型进行改进,根据改进后的模型提出状态算法,并采用简化模型验证了模型和算法的有效性.结果表明:使用该算法能够依顺序获取反应循环过程的前K个阶段各个库所中物质(即反应物)的量,对监控、研究三羧酸循环等生化循环的反应过程提供了极大便利.     

基于自适应无迹卡尔曼滤波的分布式驱动电动汽车车辆状态参数估计

以精确估计车辆状态参数为目标,提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波的车辆状态参数估计算法,采用非线性三自由度车辆模型,将模糊控制与无迹卡尔曼滤波算法相结合,实现对系统测量噪声的自适应调整,通过对方向盘转角,纵向加速度和横向加速度等低成本传感器信息融合实现对质心侧偏角和横摆角速度的状态估计.应用CarSim与Matlab/Simulink建立分布式驱动电动汽车整车模型并且联合仿真对估计算法的有效性进行验证.结果表明自适应无迹卡尔曼滤波比无迹卡尔曼滤波更能有效准确地进行车辆状态参数估计,在双移线工况中,质心侧偏角估计精度提高了6.7%,横摆角速度估计精度提高了4.8%.      

紧急避让路径跟踪自抗扰控制

自动紧急避让作为一种辅助驾驶系统,能够提高汽车行驶的安全性.为了提高不同质量参数、不同轴距车辆路径跟踪性能,以二自由度车辆模型为基础,设计二阶自抗扰控制器.车辆模型参数变化可以通过三阶扩张状态观测器进行观测和补偿.针对避让过程存在侧向加速度过大或产生阶跃、曲率不连续问题,引入三次B样条曲线对避让路径进行再规划.采用软件Carsim与Simulink联合仿真方法进行控制器性能验证.仿真结果表明,基于自抗扰方法设计的紧急避让路径跟踪控制器能够保证不同车型车辆很好地跟踪规划的轨迹,保证车辆稳定性.     

高速公路弯道换道决策及运动规划优化

弯道换道决策及运动规划算法主要影响自动驾驶汽车的安全性和操纵稳定性。针对高速公路弯道换道场景决策的安全性和行驶效率不够高的问题,提出新的基于主车相对前车的驾驶不满意度的决策算法。为了提高运动规划算法实时性,采用路径-速度解耦框架进行主车换道轨迹规划。对于路径规划,选择五次多项式曲线,采用考虑安全、舒适和高效性的4个换道路径评价指标,实现最优路径规划。对于速度规划,结合动态规划与二次规划优化获取平滑速度规划曲线。仿真结果表明基于驾驶不满意度的换道决策模型能选择更高效和安全的行驶方式。在典型的主车换道场景,主车最大质心侧偏角,最大横摆角速度的数值均小,表明换道轨迹规划算法能确保主车换道的安全性和操纵稳定性。     

轮毂电机驱动汽车横摆侧倾稳定性联合控制

为提高电动汽车的空间稳定性,开展基于轮毂电机和主动悬架的整车横摆-侧倾运动联合控制.分析了轮毂电机差动驱动联合主动悬架控制对车身横摆-侧倾运动的影响,制定了空间稳定性协同控制策略.以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,设计了基于参考模型的横摆稳定性控制器;以方向盘转角和侧向加速度为状态变量,设计了基于主动悬架侧倾抑制的前馈控制器;以侧倾角速度和侧倾角为状态变量,设计了基于反馈最优控制的侧倾稳定性控制器.建立了四轮驱动转矩和主动悬架力/力矩协调分配规则,通过联合仿真验证了控制策略的有效性.研究表明,轮毂电机差动驱动具有横摆稳定性控制能力和一定的侧倾辅助控制效果,联合主动悬架控制可以改善车辆的横摆-侧倾运动状态,大幅提高整车的空间稳定性.     

基于模糊加权有色网和BP神经网络的飞机发动机故障诊断

针对传统知识推理故障诊断方法中参数往往依赖于专家经验,存在着不准确和无法学习的问题,提出了一种基于模糊加权有色网和BP神经网络的故障诊断方法。首先,定义了模糊加权有色网并给出了两种产生式规则对应的模糊加权有色网模型。然后,设计了采用BP神经网络对模糊加权有色网各参数进行学习的算法。最后,给出了使用训练后的各参数进行初始化的模糊加权有色网进行故障推理的具体步骤。通过飞机发动机故障诊断实例仿真实验证明了方法能正确地建立模糊加权有色网推理模型,在采用BP神经网络进行参数训练后,能有效地实现飞机发动机的故障诊断。     

弹簧压并状态下悬架减振器绕流涡旋特性分析

为研究汽车行驶过程中减振器弹簧压并状态下翼子板内流场特性的变化,将该状态下的减振器简化为三维变截面圆柱模型,并建立变截面圆柱绕流三维流场模型,利用Transition SST四方程转捩模型模拟低、中、高3种车速对大、小圆柱绕流涡旋特性的影响.结果表明:绕流后尾涡的大小、形态、上升角均受圆柱直径、雷诺数及边界条件的影响,在变截面处验证“下洗”运动对N区边缘涡生长的直接作用及对L区涡旋分布的干扰作用;3种流速下适合绕流涡旋振动压电能量回收的最优夹角分别为±10°,±15°,±20°;在有界的高雷诺数流场下对变截面圆柱绕流涡旋重新分区,发现新的涡旋连接方式.     

基于模糊PI控制的纯电动汽车驱动系统建模和仿真

 汽车工业在推动经济发展，提高人民生活水平的同时，也带来了能源短缺、环境污染和气候变暖等问题。电动汽车作为新能源汽车，是解决能源危机和环境污染问题最有效的途径。电动汽车的性能与驱动系统密切相关，研制和开发适合电动汽车各种行驶工况的驱动系统已成为电动汽车领域研究的重要内容。本文结合汽车行驶平衡方程和电机机械特性方程建立了纯电动汽车（EV）驱动系统的数学模型，采用模糊PI控制策略对模型进行优化控制，并在Simulink环境下对模型进行仿真验证。仿真结果表明，该纯电动汽车驱动系统的数学模型，能够真实准确地反映车辆的运行状态，采用模糊PI控制策略能够较好地对驱动系统进行优化控制，使得仿真车速对需求车速具有良好的跟随性。该模型具有较强的鲁棒性，适用于纯电动汽车驱动系统的仿真。     

汽车质心侧偏角观测器试验验证

提出了一种综合运动学和动力学模型估算车辆质心侧偏角的方法。引入非线性因子表征车辆的非线性状态程度,在此基础上提出了一种简化的非线性轮胎侧向力计算方法,考虑轮胎侧偏刚度补偿,基于单轨模型建立Kalman滤波器实时估计出车辆质心侧偏角。搭建基于轮速传感器、侧向加速度和横摆角速度组合传感器、方向盘转角传感器、MicroAutoBox和GPS系统的试验验证系统,在高附着路面条件下进行蛇形操纵和双移线操纵试验。试验结果表明:所设计的估计算法能在一定程度上反映车辆的实际状态,实时性和估计精度能满足稳定性控制系统的要求。     

高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性分析研究

准确分析重载车辆在高速公路超长爬坡路段的行驶状态,能够保证车辆的主动安全控制,当前车辆形式状态安全稳定性分析大多采用单一集中卡尔曼滤波方法,存在容错性差的弊端,稳定性和可靠性不高。为此,从新的角度对高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性进行分析,通过失稳角对行驶状态安全稳定性进行分析,依据弯道路段事故特征分析重载车辆出现侧翻与侧滑的现象,得出高速公路路面情况、坡度和转弯半径对重载车辆行驶状态安全稳定性有影响的结论。引入加速度干扰概念,以更加有效的分析重载车辆行驶安全稳定性。实验结果表明,所提方法能准确分析重载车辆行驶状态的安全稳定性。