汽车巡航控制系统的软件设计与仿真

基于实际的小车模型,使用PIC16F877A单片机、AH3144霍尔传感器等部件,以C语言为软件编程语言,设计实现了一个汽车电控巡航控制模拟系统.首先对系统总体结构进行介绍,然后详细阐述了系统各功能模块的软件设计方案,并对其软件核心控制策略—增量式PID算法进行改进,最后给出了部分程序示例及仿真调试结果.实验结果表明,改进的增量PID算法使系统响应更快,增加了巡航控制的稳定性,整个系统能较好地满足自动巡航的各项功能需求,具有一定的市场应用价值.     

考虑测量噪声的车辆自适应巡航控制系统纵向跟车研究

提出一种具有自适应补偿能力的反馈校正模型预测控制器设计方法,该控制器由卡尔曼滤波器和模型预测控制器构成.建立ACC控制系统车间纵向跟车动力学模型,采用卡尔曼滤波器进行状态变量的估计,消除测量噪声的干扰;利用反馈校正机制改进跟车预测模型,以处理参数不完全确定和外部干扰对模型精度带来的影响,并采用向量松弛因子对硬约束进行软化处理,避免优化求解过程中出现无可行解的情况.将本文所设计的控制器转化为带约束的二次规划问题,利用MPC控制器滚动优化的特点,将控制量作用于被控对象,实现自适应巡航控制.实验结果表明:在存在测量噪声的情况下,本文提出的方法有效地提高了ACC系统的跟车安全性和乘坐舒适性,并且系统具备良好的抗干扰能力.      

海马BDNF和iNOS与慢性应激性抑郁的关系

建立慢性不可预见性抑郁动物模型,采用液体消耗实验(fluid consumption test,FCT)、敞箱实验(Open field test,OFT)和强迫游泳(Forced swimming test,FST)等方法进行行为学测试,并用免疫组织化学的方法检测海马BDNF和iNOS的表达,运用腹腔注射药物的方法探索BDNF和iNOS的作用与关系.探讨了海马脑源性神经营养因子(BDNF)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)在慢性应激诱导的抑郁症中的关系,及抑郁症的发病机制.与对照组相比,慢性不可预见性应激(Chronic unpredicted mild stress,CUMS)组大鼠的行为学表现能力下降,BDNF表达下降(n=8,P0.01),iNOS的表达升高(n=8,P0.01);阻断内源性BDNF大鼠的行为学表现能力也下降,iNOS的表达升高(n=7,P0.01);而海马微量注射iNOS的抑制剂SMT均可反转CUMS和BDNF抑制剂所导致的行为学表现能力下降的现象.慢性不可预见性应激引起海马BDNF表达下降,NO过高而导致抑郁.BDNF对神经元具有保护作用,BDNF的抗抑郁作用可能是通过抑制iNOS的表达而起作用的.提示BDNF等神经保护因子通过抑制iNOS的过量表达而保护脑组织可能是治疗抑郁症的一个重要途径.     

巡航状态下泵喷推进潜艇尾部喷流涡特性研究

采用DES(分离涡模型)湍流模型对巡航状态下泵-艇一体化模型进行全流域非定常数值模拟,利用Ω准则识别捕捉不同航速的泵喷尾部流场中的涡结构,研究喷流涡的动力学特性．结果表明：潜艇和泵喷推进器外部绕流与尾部喷流相互作用,产生不同的流场区域,随着航速增加无旋区和流场扩散区范围增加,艇体绕流和尾部喷流以更快的速度产生强耦合作用,并沿着潜艇前进的反方向发展和运动;随着航速增加毂涡变化区间不断增加,剪切层涡的范围和能量及脱落涡的能量也随着航速的增加而增加;旋转周期内,流场中部毂涡和脱落涡相互影响较弱,两种涡沿着叶轮旋转方向做无周期的旋转运动,流场尾部两种涡产生复杂影响,随时间产生无规则变化及运动．     

用于车辆电子控制系统开发的仿真环境

介绍了一个用来开发和测试车辆电子控制系统性能的仿真环境.仿真环境模拟真实的交通工况和极限驾驶工况,用于验证车辆电子控制系统中的控制算法,也可以将硬件系统集成到环境里进行硬件在环仿真.首先,介绍了虚拟环境的整体框架和结构.接着,详细介绍了系统的各个组成模块的功能.由于交通环境下仿真车辆感知周围的驾驶环境主要依靠传感器实现,以自适应巡航控制系统为例,介绍了传感器模块和控制模块的集成方法.最后,给出了一个交通环境下自适应巡航控制的例子.     

基于模型预测控制的可变目标距离自适应巡航控制研究

为解决在复杂交通环境中自适应巡航系统存在旁车切入本车前方工况时，目标期望距离计算模型得到的期望相对距离与实际相对距离发生阶跃以及堵车蠕行工况，车辆与前车距离较近，拥堵路况不断启停的目标车辆的速度、加速度和相对距离持续抖动，导致的纵向加速度幅值过大带来的驾驶平顺性、舒适性和安全性问题，提出可变目标距离的自适应巡航控制算法，基于模型预测控制理论，建立离散纵向运动学预测模型，综合考虑底盘加速度响应、极限安全纵向跟车距离、车辆自身物理限制、驾驶人乘坐舒适性等优化控制目标，引入松弛因子进行在线求得可行解.在旁车不同切入工况、综合工况行驶以及堵车蠕行工况对本算法进行仿真和实车测试并利用数据对IDM算法开环实验，研究成果对比表明，考虑旁车切入的可变目标距离的自适应巡航控制算法在旁车加速切入工况中，纵向控制产生的最大冲击度为-0.25 m/s³，相比于IDM模型降低50%，堵车蠕行工况中纵向控制产生最大减速度为-0.3 m/s²，相比于IDM模型降低30%，综合工况和定速巡航工况中，算法在保持安全距离情况下可以对车辆实现稳定纵向控制，加速度幅值不超过-0.3...     

基于电动自行车巡航过程中驾驶员意图的车速控制

在电动自行车上应用定速巡航功能可以有效提高电动自行车的骑行舒适性和安全性,然而,现有电动自行车定速巡航功能应对不同路况调整能力较弱,为解决上述问题,针对电动自行车巡航工况开展研究,提出基于电动自行车巡航过程中驾驶员意图的车速控制系统,在保证安全性的前提下通过设置变速开关及调速控制阈值,实现巡航过程中电动自行车速度的可调及调速过程的平稳;设定转速变化斜率,抑制巡航退出过程中车辆速度的波动,提高车辆的舒适性;设置转速及转矩波动阈值来判断车辆巡航过程中发生的意外情况,避免发生二次伤害;搭建硬件实验平台,对相应控制策略进行实车测试,实验显示:巡航过程中车速从 15 km / h 过渡到 22 km / h,整个过程车辆的动力没有切断,车速无明显冲击,符合预期目标,表明所设计的控制系统操作简单,响应速度快,提高了巡航过程中电动自行车的安全性、可操作性、舒适性等。     

基于改进MPC的协同自适应巡航控制策略研究

针对环境干扰、传感器噪声和跟随时变车速稳定性较差等问题，提出一种基于KF(kalman filtering)的改进MPC(model predictive control)算法。搭建CACC(cooperative adaptive cruise control)车辆间纵向运动学模型，并建立离散状态空间方程；利用KF对状态变量降噪，同时对预测模型进行鲁棒性设计；对不同工况下CACC控制目标进行分析，分别建立目标优化函数。通过搭建Simulink与CarSim联合仿真模型进行验证，结果表明，改进MPC算法能够提高城市与市郊工况下车辆的燃油经济性与驾乘舒适性，实现公路工况下对时变车速的稳定跟随。     

基于条带状模型的航空器巡航阶段尾流风险区计算

为缩短巡航阶段尾流间隔与垂直间隔，提高空域利用率，首先建立尾流运动模型与尾流耗散模型，使用条带状模型计算后机遭遇前机尾流的气动力矩，以滚转力矩系数极限值作为衡量尾流风险的指标，计算不同机型、不同高度层以及不同起飞重量下的尾流危险区域，并对其影响范围进行分析。最后结合危险区与后机航道的重叠范围确定最小尾流安全间隔。结果表明：与近地阶段相比，巡航阶段尾流初始环量大，耗散速度快。高度层增高会使尾流下沉加快，尾流危险区与垂直间隔增大，水平间隔减小；飞机重量增大会使尾流危险区与垂直间隔变大，水平间隔减小；超重型机的危险区远大于重型机与一般重型机。中型机与不同重型机的水平间隔可缩减38%-57%，垂直间隔至少可缩减至100m。研究结果为制定巡航阶段尾流安全间隔标准具有实际参考价值。