运用Lyapunov指数方法的车辆横向运动混沌分析及其滑模变结构控制

建立了考虑车辆横摆、侧向以及侧倾运动的3自由度非线性整车模型：运用Lyapunov指数方法对所建立的非线性整车模型进行了混沌的数值仿真分析．通过最大Lyapunov指数图和分岔图发现,车辆的横向运动非常复杂,包含了倍周期、拟周期以及混沌运动,对于车辆极限工况时的横向运动稳定性是不利的．利用滑模变结构控制（sliding mode variable structure control,SMVSC）方法,设计了SMVSC控制器,对车辆横向运动中的混沌进行了控制．为了减少SMVSC控制系统的抖振,进一步提高车辆在极限工况下行驶的横向运动稳定性,采用了幂次趋近律,利用模糊控制的方法实现了趋近律的自适应策略．最后将所设计的自适应趋近律的SMVSC系统在Matlab中进行了仿真,并将未加控制,SMVSC控制以及自适应趋近SMVSC控制三种仿真结果进行了对比分析,发现采用了自适应趋近的SMVSC控制对混沌的控制效果比其他的都要好,有效抑制了车辆横向运动中的混沌,显著提高了车辆在极限工况下行驶的横向稳定性,充分证明了该控制策略是有效的．     

基于多系统综合控制的车辆侧翻稳定性研究

为提高车辆抗侧翻能力减小其侧翻的危险性,建立了11自由度整车侧翻模型。根据各系统侧翻控制权重及有效作用范围,提出一种基于转向、悬架和制动的多系统侧翻控制策略并设计了相关控制器。对系统单独控制及综合控制进行了仿真对比分析。结果表明,综合控制策略在提高车辆抗侧翻能力的同时也很好的改善了车辆侧向稳定性。     

基于论文和专利分析的人工智能发展态势研究

为揭示当前人工智能领域的发展态势,本文统计分析了当前各主要国家/地区出台的顶层政策规划,并重点分析了人工智能领域论文和专利的年度变化、国家分布、主要机构、技术主题、方向对比和国际合作等。结果显示:当前人工智能科技成果产出正处于快速发展阶段,中美两国引领了人工智能领域科研成果;中国在该领域发文量接近美国,专利数量已超过美国;中国科研机构已具备开展国际竞争的能力,但市场主体的成果产出与先进国家尚有差距,国际化布局程度较低;如何提升机器的"认知能力"是当前人工智能研究的关注焦点。最后,基于分析,提出了对中国人工智能发展的启示。     

四轮转向车辆分数阶控制方法研究

四轮转向系统(4WS)可根据前轮转向和车辆的状态通过后轮的转向提高车辆转弯能力, 同样, 利用这一转向系统可以改进车辆的横向稳定性和操纵性能. 当前轮转向相同时四轮转向车辆的转弯半径大于两轮转向, 而且普通的控制方法不考虑前轮转向的动态过程影响. 本文利用分数阶导数理论提出一种新的四轮转向控制方法, 其不仅考虑前轮转角和横摆角速度的大小, 而且也考虑到转向角速度的影响. 同时也给出控制方法的一些设计方法, 数值计算结果验证了该控制方法的有效性. 通过对两轮转向和四轮转向的转弯车辆的侧偏角、车辆绕质心的横摆角速度和转弯半径等动力学和运动学特性的计算结果比较, 本文的控制方法对四轮转向车辆在转向过程中的瞬态响应有所改进, 并减小了转弯半径.     

应用于无人驾驶车辆的点云聚类算法研究进展

点云聚类是激光雷达实现无人驾驶汽车环境感知中的关键步骤,其将激光雷达构建的点云地图中离散的点聚类成各个整体,是实现检测的重要前提,也为后续的辨识提供了必要基础.本文将应用于无人驾驶车辆点云聚类中的聚类算法分为六类,分别是现有的基于划分的聚类算法、基于层次的聚类算法、基于密度的聚类算法、基于网格的聚类算法、基于距离的聚类...     

面向新一代航运系统的船舶智能航行技术研究进展全文替换

新一代航运系统的建设将深入推动我国航运业高质量内涵式发展,其核心载体船舶智能化发展尤为关键.船舶智能航行技术已成为船舶结构化技术领域的研究热点.本文阐述了新一代航运系统的研究现状,综述了船舶智能航行技术的前沿动态,梳理了船舶智能航行的智能感知、智能决策、智能控制、通信与网络安全等关键技术,分析了该技术面临的机遇与挑战.     

基于J2摄动的人工冻结轨道控制方法研究

自然情况下, 由地球非球形摄动J₂项形成的冻结轨道的倾角必须等于某临界倾角, 限制了冻结轨道的应用范围. 文章提出仅在横向或者在横向以及径向2 个方向均施加连续常值小推力的2 种控制策略, 在非临界倾角条件下, 实现“人工”冻结效果. 对控制策略进行了优化设计, 在确保不会对其他轨道要素的长期变化产生影响的前提下, 使得燃耗最小. 进一步从理论上证明了横向控制比径向控制更节省能量. 仿真算例表明, 相比已有的2 种研究方法, 本文提出的能量最优控制策略相同条件下可分别节省54.6%或86%的燃料.     

面向群体共识机制的逆强化学习辨识方法

作为新一代人工智能的重要研究领域,群体智能是解决开放不确定环境中大规模复杂问题的必由途径,对人工智能的其他研究领域有着基础性和支撑性的作用.群体智能系统中,智能体遵循共识机制进行交互演化产生群体共识,辨识共识机制是构建和理解群体智能系统的关键.传统的共识机制建模方法需要做过多简化假设,难以面对复杂多样的群体智能系统,应建立数据驱动的共识机制辨识方法.本文将共识机制的辨识问题转化为群体智能系统的逆强化学习问题,提出面向群体共识机制的逆强化学习辨识方法,并将上述辨识方法应用于集群系统,在多个场景中验证了对群体智能系统的辨识能力,实现了对群体智能系统的共识机制的反演.     

高速工况智能车辆转向系统混杂控制研究

通过分析高速工况下交通事故的主要类型及驾驶员的3种基本驾驶行为,可知该工况下转向系统既有离散状态又有连续状态的特性,进而提出基于混杂系统理论的智能车辆转向系统多模式切换控制策略,并利用跨道时间和安全距离作为切换规律.以线控转向系统为执行机构,分别设计阻尼模式、保持模式和换道模式控制器.其中保持模式引入了一种控制预瞄点处侧向偏差的一阶导数和二阶导数的方法,不但有效地防止了超调,而且减少了车辆回到车道中心线的时间;换道模式利用模型预测控制算法,加入多个约束,提高了车辆换道过程的稳定性.从混杂系统稳定性的角度出发,设计了简单有效的稳定性监督器,防止车辆失稳.最后,在Car Sim/Simulink联合仿真平台及Car Sim/Lab VIEW硬件在环测试平台上验证了本方法的有效性和切换过程的稳定性.     

轨道不平顺条件下板式轨道动力分析

国内外对于有碴轨道的动力学研究已比较成熟,己经步入轮轨相互作用的系统动力学研究阶段。无碴轨道结构作为近几年发展起来的新型轨道结构,对于它的设计和研究仍限于静力学分析和一些简化的动力学分析,对于无碴轨道和高速车辆的系统动力学研究还比较少,本文运用通用有限元计算软件ANSYS,建立土质路基板式轨道系统非线性力学模型并施加列车移动载荷,分析在不同波深轨道竖向谐波不平顺工况下,板式轨道各部分,轨道板、CA砂浆、混凝土基座及基床的竖向沉降、竖向振动加速度及横向、纵向与竖向的三向应力状况及时程曲线。     

汽车爆胎报警及控制系统的研究现状及发展趋势

本文分析了汽车爆胎发生的原因及爆胎后车辆的运动特征,综述了防爆胎报警系统和爆胎控制系统的研究现状。在总结上述两种系统优缺点的基础上,对兼有爆胎报警和控制功能的系统的发展趋势进行了展望。     

突发事故下交通拥堵控制策略

突发事故在城市交通网络中经常发生,对交通系统的正常运行带来极大影响,因此研究突发事故下交通拥堵的控制策略具有十分重要的意义.本文研究突发事故下临时性车辆禁行的设计问题.文中建立了临时性车辆禁行设计的双层规划模型,上层目标从交通管理者的角度最小化出行者的系统总阻抗,下层通过基于元胞传输模型的仿真描述在临时性车辆禁行下的出行者的动态路径选择行为,并提出了基于遗传算法的求解方法.计算结果表明,本文提出的临时性车辆禁行控制措施能够有效的降低突发事故所导致的交通拥堵,提高交通网络的系统性能.     

安全系统学方法论研究

为发展并完善安全科学理论框架,从方法论视角对安全系统学进行探究,首先结合安全科学与系统学,给出了安全系统及安全系统学的定义及内涵,在横向上将安全系统学研究内容分为两大模块,在纵向上确定了四个安全系统学研究层次,并依此构建安全系统学研究层次框架。在论述安全系统学方法论定义、特点及原则的基础上,对安全系统方法进行综合分析:根据切入维度不同,将安全系统方法归纳为整体性研究、横断研究、分解研究,并分析其涵盖的具体方法;从方法模型的角度,将系统方法总结为七类模型并综合分析。最后,提出了安全系统方法探索研究的动态研究模型,清晰化了安全系统研究思路。     

基于增益矩阵的二阶集群系统鲁棒分布式立体编队控制

本文研究解决了在三维空间内针对二阶集群系统的鲁棒分布式编队生成与保持控制问题,所设计的基于增益矩阵的控制方法仅需测量局部坐标系下智能体间的相对位置信息而不依赖于交互通信.首先设计了二阶集群系统的立体编队生成控制策略,通过构造李雅普诺夫函数证明了全局稳定性,并利用凸优化求解得出增益矩阵.所设计的生成控制律对扰动、输入饱和等具有较好的鲁棒性,同时在生成过程中引入了启发式的避碰算法.在此基础上,设计了带有期望距离的编队保持控制策略,使得集群系统能够保持固定大小的队形.然后,将所设计的控制律进行改进,拓展并应用于领航者-跟随者网络下的二阶集群系统立体编队控制.最后,通过相关的仿真实验验证了理论结果的正确性.     

新一代无线电平台数字射频核心技术研究与工程实践

无线电平台数字射频是提高现代无线电系统复杂电磁环境适应能力、机动能力、传输能力和综合集成能力等基础性能的关键.本文分析了射频技术的发展需求和国内外数字射频领域的研究进展,以及模拟射频核心单元——模拟射频功放主要指标相互矛盾的机理,并将数字射频概念扩展到综合数字射频,重点论述了数字射频核心技术——数字射频功放和全数字发信机的基本原理、优势和关键技术,提出了基于系统与工艺相结合的数字射频设计方法、数字射频功放的物理模型和一种全数字发信机体系结构以及我国自主可控发展数字射频的技术路线建议.本文认为在当今时代背景下,数字射频对于新一代无线电平台具有革命性和可行性;如果不能自主可控发展该项核心技术,我国又将出现一个新的受制于人的脆弱点.     

基于PLC的车间运输小车的自动控制系统设计

将PLC应用到车间运输小车电气控制系统中,可实现运输小车的自动化控制,降低系统的运行费用。PLC运输小车电气控制系统具有连线简单,控制速度快,精度高,可靠性和可维护性好,安装、维修和改造方便等优点。PLC的控制是论文研究重点之一。在车间运输需求分析的基础上。通过概念的设计、逻辑结构设计和物理结构设计,建立了一套适应车间运输的控制系统。     

车辆转弯制动ABS模糊控制及稳定性仿真分析

在Matlab／Simlink下建立了八自由度车辆系统的仿真模型。采用模糊控制方法,设计了基于滑移率的ABS控制算法。针对车辆转弯制动工况,对15m／s、20m／s、25m／s三种车速进行了仿真分析。仿真结果表明所建立的ABS控制器能有效提高车辆的制动性能以及中低车速下的稳定性,但定性分析表明车辆在高速工况下出现不稳定现象。为此利用稳定性判定式,对车辆转弯制动ABS控制下的稳定性做了定量判定。判定结果表明,高速时车辆仅有ABS控制并不能达到稳定性控制的要求。     

管路动态对车桥加载系统的影响

本文以车辆轮桥二次调节加载系统为研究对象,建立了考虑管路动态的系统键合图模型。分析研究了管路动态对轮桥二次调节加栽系统性能的影响。通过仿真分析找出了管路液溶、液感、液阻对轮桥加载系统性能的影响规律,为进一步完善和提高车辆轮桥二次调节加载系统性能提供了可靠依据。     

电动汽车底盘一体化控制技术的发展趋势与展望

汽车电动化、智能化的发展趋势对底盘系统提出了新的要求和挑战。电动汽车底盘控制系统正从传统的纵横二维平面控制转向整合车轮、转向甚至悬架功能的纵向、横向、垂向三维空间全方位立体综合控制。其中,基于轮毂电机技术的汽车底盘系统是实现这一目标的有效手段。本文对相关的底盘控制技术、主动悬架技术、主动轮系统进行了介绍,认为基于轮毂电机集成主动悬架的电动汽车底盘空间一体化控制技术将是今后的重要发展方向。最后,提出了这一发展过程中的关键问题,包括:轮毂电机及悬架一体化执行器的性能改进和一体化优化设计、全方位底盘系统控制策略以及执行器的测试、标准化与安全性等。     

利用多尺度方法分析基于非局部效应纳米梁的非线性振动

分析基于非局部效应的两端铰支纳米材料梁的横向非线性自由振动. 考虑纳米梁的有限变形导致的几何非线性, 得到系统的运动微分方程. 应用多重尺度方法研究系统的非线性固有频率. 分析结果由数值数例验证, 并重点分析非线性项及非局部效应对固有频率的影响.