高速公路车辆智能驾驶仿真平台

针对高速公路智能驾驶系统的极限工况实车试验难实现、重复性差、成本高等问题,搭建高速公路智能驾驶仿真平台来进行系统安全性评估。首先分析实际智能驾驶系统的构成和安全性指标,然后设计路形、感知决策、车辆动力学等模块。为了提高仿真平台的保真度,采用车辆动力学仿真软件veDYNA,参数来自车辆实测数据,并且嵌入方向盘、油门踏板和加速踏板等控制机构实物。仿真实验中,进行了高速行驶车辆的感知决策时滞、爆胎的安全性评估,通过质心侧偏角、轮胎侧偏角、横摆角速度的输出曲线来评估车辆的稳定性状态,指导系统参数调整。     

基于汽车系统动力学的虚拟驾驶仿真模型研究

基于汽车系统动力学建立了一种包括发动机模型、传动系模型、离合器模型、制动系模型、汽车行驶速度模型、转向系模型的仿真模型.基于以上模型开发的汽车虚拟驾驶仿真系统可以准确地模拟汽车在起步、加速、转向以及制动等各种行驶工况的状态以及汽车的各种动力学响应.以上模型为汽车虚拟驾驶仿真系统提供了完整的汽车系统动力学模型,同时,该模型也可进一步应用于汽车的数字化设计,检验汽车的动力学性能.     

面向工程车辆应用开发的仿真平台

针对基于现场总线分布式智能电液比例控制与综合的复杂作业工程车辆的开发与研究需要，在分析现有的仿真平台基础上，给出了一个用于实现工程车辆的信息综合、分布式控制和监督管理的仿真试验平台，该平台是基于半实物的硬件在环仿真系统，用于对网络环境下工程车辆的控制操纵性能和控制算法进行测试和验证。采用该平台，实现了多轴驱动的运、架梁一体化工程车辆的开发研制，从而为新型工程车辆控制与操纵系统的研究开发提供参考和评价。     

硬件在环仿真试验台监控系统的设计与开发

针对基于xPC的硬件在环仿真系统,研究了Matlab GUI监控软件的相关开发技术,以解决时钟驱动模式下,数据更新速率慢、显示停顿的问题。在设计监控系统模块化方案的基础上,利用ActiveX控件技术建立虚拟仪表交互界面,提出S函数驱动GUI界面的实时显示方法,实现仿真数据的动态显示。试验台的使用表明,开发的监控系统具有良好的人机交互功能,对仿真数据的采集频率可达100Hz,虚拟仪表的更新速率超过20Hz,数据传输及显示过程耗时小于21毫秒,满足实时监控的要求。     

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dSPACE的4WS车辆硬件在环控制仿真研究

基于Matlab/Simulink/dSPACE开发了四轮转向(4WS,Four-wheel Steering)车辆控制系统的硬件在环仿真(HILS,Hardware In the Loop Simulation)快速开发平台.在此平台的基础上,利用HILS技术实现了各控制算法鲁棒性能的评价和实际车辆执行电机死区的控制,结果表明基于μ综合鲁棒控制方法有较好的综合性能.因此设计开发的4WS硬件在环仿真开发平台为先进控制算法的分析与设计、开发和评价及ECU的开发提供理论指导和技术支持.     

车辆动力学仿真运动模型实验建模

本文结合主动式实蛙仿真汽车驾驶模拟器的研制工作，以桑塔纳卧车为对象，对车辆动力学学仿真运动模型实验建模作些探讨。     

基于UML的铁道车辆动力学仿真建模研究

铁道车辆动力学仿真活动包括仿真软件开发和使用软件建模仿真两个阶段。以面向对象的观点和方法重新研究了铁道车辆动力学仿真建模的需求和仿真软件设计。使用统一建模语言UML记录了3D组态动力学仿真建模需求，系统、部件、状态变量三级结构下的动力学计算机制，仿真软件结构和应用领域中重要的类及其关系。实现了一个基于部件影射的6自由度全量非线性的铁道车辆动力学仿真软件。     

基于xPC卫星系统硬件在回路实时仿真研究

使用星星跟踪系统研制的复合控制计算机,以MATLAB环境下的Simulink/xPC为硬件在回路实时仿真平台,进行该系统的硬件在回路实时仿真研究,以实现对卫星的姿态控制和对天线的指向控制.由此验证了原有复合控制系统的有效性,也证明使用xPC是一种方便、有效且投入成本低的方案.     

交互式飞行视景仿真系统的设计与实现

基于六自由度运动模型,提出了Vega环境中飞行运动的数学表示及其C 语言描述方法,构建了通用的基于C /Vega的交互式飞行视景仿真系统的驱动程序流程和模块化功能结构,并基于MFC构架利用Vega的实时仿真驱动开发了交互式的实时飞行视景仿真系统。该系统可与控制主机、光电跟踪设备一起形成控制闭环,模拟飞机对运动目标的跟踪过程,并将相应的飞行参数以仪表的显示方式输出,辅助用户测试和评估光电跟踪设备的性能。     

水下机器人半实物运动仿真系统的设计

通过对水下机器人体系结构中的控制层进行实物仿真和对感知层以及执行层进行虚拟仿真相结合的方法建立了水下机器人半实物运动仿真系统,该仿真系统不仅能够对整个系统的软件逻辑进行测试,同时能够对水下机器人控制系统的硬件体系、数据接口、可靠性都进行验证。详细阐述了水下机器人半实物运动仿真系统的硬件和软件体系结构,并对虚拟仿真中的水动力仿真、运动传感器仿真以及实物仿真中的运动控制系统的设计进行了说明。最后通过远距离航行仿真试验和避碰仿真试验证明了所设计的水下机器人半实物运动仿真系统对实际海试具有重要的参考价值。     

导弹武器系统分布式半实物仿真系统研究

半实物仿真是导弹武器研制过程中必不可少的重要手段之一.首先介绍了基于VMIC光纤反射内存网的分布式半实物仿真系统的总体结构和仿真设备的基本功能.其次,在仿真软件的设计过程中借鉴Windows操作系统消息、事件驱动的先进设计思想,采用客户/服务器运行机制,从软件顶层设计的角度将其划分为主控机、同步机、非同步机三类,并给出了详细的软件流程图.最后,对仿真时钟的产生和时钟同步的方法进行了研究.     

基于硬件的苛刻实时仿真系统研究

实时仿真是仿真研究的一个重要领域,随着仿真规,模的扩大和复杂度的提高,对于现有实时仿真系统提出了挑战.分析了现有实时仿真平台的局限性,在现有的实时仿真平台基础上,借用分布仿真的概念将实时仿真进一步分离,基于硬件平台提出了苛刻实时层的概念,为实时仿真性能的提高提出了解决方案,并分析了苛刻实时层的各项性能指标.     

基于整车动力学的电动助力转向系统建模仿真

结合EPS的结构和动力学特性,建立了EPS的动力学方程,采用PID控制方法分别对电机进行助力和回正控制,并结合三自由度的整车模型(考虑侧倾影响)和Fiala轮胎模型建立了EPS整体仿真模型.分析了EPS系统对方向盘瞬态响应品质的影响以及路面冲击下汽车纵横向加速度的变化.     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

虚实结合的多关节机器人开放式仿真系统研究

基于工业控制计算机、单片微处理器等硬件和OpenGL、VC 等软件,针对典型的五自由度多关节工业机器人构建出了一个虚拟现实和物理模型相结合的开放式通用仿真综合试验系统,给出了机器人三级控制系统体系结构和内部通信协议,建立了机器人运动学坐标系,推导出了相应的末端作用器位姿转换矩阵,可以完成机器人学中正向运动学、逆向运动学、路径规划以及动力学等方面的研究与设计。最后,将其成功应用于《工业机器人学》课程教学和智能型采棉机器人的研发过程中,发挥了重要的指导作用。     

汽车控制系统开发的仿真支持技术

通过应用仿真技术为汽车控制系统的开发提供技术支持以解决汽车控制系统在测试与评估阶段遇到的问题。文章阐述了汽车动态模型、交通环境模拟模型及其集成的图形化仿真软件的研究开发。所开发的汽车动态模型包括了牵引力模型、传动系统模型和制动系统模型。交通环境模拟模型包括交通流量模拟模型和驾驶员行为模拟模型。集成的模拟软件系统能为汽车控制系统如自适应定速巡航系统的开发提供完整的模拟仿真环境。