VANET数据包丢包启发式解决方案

车载自组织网络默认的IEEE802.11P协议采用了简单的干扰模型,产生了隐藏终端问题,影响了车载自组织网络的性能。提出一种启发式解决方案,考虑了干扰因素在车载自组织网络传输的不同阶段对其造成的影响,根据交通拥堵情况适时调整竞争窗尺寸和传输功率。在启发式解决方案中,不同传输阶段的数据包丢包用碰撞丢包率、SINR和队列溢出表示,自适应改善数据包竞争窗尺寸和传输功率,提高了数据包传输成功率,降低了端到端延迟。     

基于GPS和GPRS的车辆监控终端系统的设计

设计了一种集成GPS定位技术、GPRS通信技术和GIS地理信息技术于一体的车辆监控终端系统,可实现全天候GPS定位和车辆实时监控等功能。整个系统由车载端和监控中心两个部分组成。车载端以三星公司S3C2440处理器为开发平台,Linux作为嵌入式操作系统,主要负责GPS定位信息的采集。监控中心包括通信服务器、监控终端和数据库,其中通信服务器主要负责数据的接受、转发和存储,数据库主要负责数据的存储,配合监控终端进行车辆的调度监控。车载端和监控中心之间通过GPRS进行信息传输。     

基于ZigBee的车载交通灯监视系统设计

为解决驾驶员在城市道路十字路口遭遇前方大车遮挡、恶劣天气及眩光时,出现交通灯"盲视"现象而引发交通事故的问题,利用ZigBee灵活的组网功能,在城市道路的十字路口安装交通灯监视系统的主控端,在各个车辆上安装车载终端,形成基于ZigBee的车载交通灯监视系统。系统主控端承担网络管理和交通灯信息发送任务,车载终端负责交通灯信息数据接收、交通灯信息LCD显示和交通灯相位切换前语音提示驾驶员的任务,两者通过ZigBee进行无线通信,圆满地解决了驾驶员的"盲视"问题,极大地提升了十字路口的安全通行率。     

基于UPnP的车载媒体共享服务及安全机制的设计与实现

随着现代化汽车工业和电子技术领域的快速发展,车载媒体系统已经成为车载信息系统设计过程中的一个重要关注点.车载媒体系统的移动性、互联性、社交性是国内外车载多媒体技术发展的关键.同时,安全性又是整个汽车系统中最重要的性能指标.本文提出了一种在共同网络下的媒体共享方案.通过研究基于UPnP(通用型即插即用)的车载媒体共享系统,保证汽车网联安全性的前提下,实现了汽车媒体共享的功能,有效降低了外来网联设备对汽车的入侵风险.测试结果表明,该系统达到了整体的设计要求且具有较高的稳定性.     

方向优先的VANET路由算法研究

针对车载自组网VANET中使用基于位置的GPSR路由协议可能引起的数据反复重传和丢失问题,在选择下一跳节点时将最远转发(MFR)策略改进为非最远转发(NMFR)选择策略,并结合方向优先策略划分相邻节点的优先级,依据综合优先级选择下一跳节点,从而降低端到端时延,提高包交付率.仿真实验表明:改进算法对下一跳转发路径的选取比较稳定,并且可以改善平均端到端延时、丢包率等性能,提高了网络的整体性能.     

CTCS-3级列控车载设备的形式化建模与验证

CTCS-3级列控系统安全苛求性较高,而列控车载设备是CTCS-3级列控系统的主体,主要功能是对列车进行操纵和控制,保证列车安全运行的关键。通过分析CTCS-3级列控车载设备之间的信息交互以及车载安全计算机中工作模式的转换规则,采用有色Petri网(CPN)建立车载设备的信息交互模型以及工作模式转换模型,使用ASK-CTL分支时序逻辑公式验证了模型的死标识、死锁以及分析工作模式下的系统行为等特性,验证构建的CPN模型符合系统规范要求的流程及规则,可为相关安全苛求系统的设计提供一定参考。     

基于ANSYS Icepak的车载电源机箱热仿真分析

根据某型号的车载电源热载荷要求,对电源机箱内的各电源模块和机箱进行热仿真分析.根据车载电源实物建立实物三维模型.确定网格划分参数和电源机箱各元器件参数,计算车载电源内部元器件的热堆集,以及机箱在风冷条件下的整体表面散热性能.通过ANSYS Icepak软件进行有限元热仿真分析,验证机箱设计条件、升温幅度.为优化和改进该型号车载电源机箱外观设计、散热形式、内部元器件布置和内部元器件功率的选择提供参考.     

动态编组列车车载监控系统软件设计及实现

列车车载监控系统的正常运行对轨道交通的安全起着至关重要的作用.列车车载监控系统一般由摄像机、硬盘录像机、交换机和触摸屏监视器等设备组成,承担实时监控列车环境、存储视频录像等重要责任.列车车载监控系统软件运行在触摸屏监视器中,是整个车载监控系统的核心控制软件.动态编组处理功能是列车车载监控系统软件的重要组成部分,该功能在列车动态编组运行时,保证列车车载监控系统正常工作.所论述的动态编组列车车载监控系统软件目前已经在某地铁项目中得到应用.     

基于XGBoost的列控车载设备故障预测方法

列控车载设备的健康管理和故障预测是实现高速铁路关键装备智能化视情维护的重要途径.为了克服列控车载设备故障建模的复杂性和健康监测手段受限等问题,充分运用现场收集的设备运行记录数据,提出一种基于数据驱动的列控车载设备故障预测体系框架.建立了高速列车列控车载设备运行数据管理平台,基于大量历史现场数据构建训练及测试样本集,运用极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法实施特定故障类型的模型训练与学习,并将所得故障模型用于故障概率的预测分析.以CTCS2-200H型列控车载设备为对象,运用实际数据对所提出的故障建模方法进行了验证,对不同建模样本规模、故障类型维度下的模型性能以及不同建模算法性能进行了对比.结果表明:基于XGBoost算法的建模方法能够有效揭示各特征量与故障之间的关联,所采用树的深度值越高,迭代收敛速度越快;相较于GBDT、RF算法,基于XGBoost的建模方法能够实现更高的预测正确率,在给定样本条件下达到稳定正确率所需训练时间分别减少了78.55％、12.47％,验证了该方法在大规模数据条件下的适用性和性能优势.     

基于OPNET的改进型Zigbee传感器网络仿真系统

为解决基于OPNET网络仿真器的Zigbee传感器网络仿真系统的控制开销大、网络延时大、可扩展性差、不能保证节点全部接入网络等问题,提出一种改进的仿真系统.利用OPNET仿真开发平台提供的IEEEE802.15.4协议的MAC层进程模型和无线管道模型,设计了与Zigbee协议兼容的网络层协议、路由算法,创建了嵌入路由功能的网络层进程模型.给出了其模型结构和功能实现方法,将所提出的模型与Zigbee自带模型进行了试验对比,对网络接入开销、端到端延时等性能进行了分析,并总结了建模过程中的一些经验.结果表明,新系统在不同网络规模下入网控制开销小、网络延时小;而且可扩展性强、节点全部入网所需的路由器节点少,可有效应用于面向工业监控的传感器网络.     

基于超扭曲非奇异滑模的多电机协调控制

针对多电机控制系统存在响应性和同步性差的问题,以四轮独立驱动公铁两用车转向系统为被控对象,提出一种多永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)协同控制策略。该控制策略采用偏差耦合的电同步控制方式,对多电机转角误差进行补偿,并提出一种新型非奇异快速终端滑模函数,同时结合超扭曲算法,设计超扭曲非奇异滑模控制器,实现多台永磁同步电机协同控制。基于MATLAB/Simulink平台搭建系统的仿真模型,并基于自主研发的纯电动公铁两用车进行实车试验。试验结果表明,该超扭曲非奇异快速终端滑模控制器可有效减小转向系统控制过程中所产生的跟踪误差、同步误差及系统抖振,缩短系统的响应时间,提高系统的控制精度,达到较为理想的控制效果。     

带耦合机构的串联式履带车辆直驶稳定性控制

首先分析了串联式混合动力履带车辆耦合机构转矩与转速的输出特性及其对车辆直线行驶稳定性的影响,并利用MATLAB/Simulink仿真平台建立了整车动力学模型,其中考虑了履带的滑移率对附着系数的影响,其次为了提高车辆的直驶稳定性设计了相应的控制策略,即通过检测两侧车速的变化来计算两电机输出转矩的补偿量,并针对PI控制器参数适应性差的问题,通过神经网络自学习的功能实时优化PI控制器的控制参数.最后利用Simulink模型进行仿真,结果表明,神经网络PI控制能够保证车辆的直驶偏移量控制在0.5%左右,满足国家标准中最大直驶偏移量为1%的要求.     

路面激励Simulink模型的建立及其应用*

为了在汽车动力学中应用路面激励,基于滤波白噪声方法建立了路面激励的描述。分析了Simulink白噪声生成模块,基于滤波白噪声描述建立了路面激励Simulink模型,确定了空间下截止频率。基于路面激励Simulink模型,建立了汽车两自由度振动四分之一系统Simulink模型,在城市行驶的B级路面和车速范围对车身加速度、悬架动挠度、车轮动载荷和车轮加速度的车速特性进行了仿真。研究结果表明,基于滤波白噪声描述建立的路面激励Simulink模型和汽车两自由度振动四分之一系统的Simulink模型,既可以再现路面激励,也可以用于分析汽车振动响应量的车速特性。     

考虑土壤特性的车载榴弹炮射击稳定性研究

为了预测车载榴弹炮在不同条件下的射击稳定性,需要建立火炮发射时的动力学模型。根据车载榴弹炮的具体特点,利用虚拟样机软件ADAMS构建了某车载榴弹炮多体系统动力学模型,给出了考虑液压油可压缩性的液压刚度计算方法,建立了考虑液压座板和液压驻锄结构形式和土壤特性的接触动力学模型,为改善数值计算的奇异性,引入了一种近似的摩擦力连续函数,模拟了不同土壤特性对车载榴弹炮射击稳定性的影响。     

四轮轮毂电动汽车的紧急制动能效性转矩优化

提出了一种新的基于预测控制的转矩优化控制方法,以协调控制紧急制动工况下的四轮轮毂电动汽车复合制动(液压制动和再生制动)系统.其转矩优化控制器可快速地跟踪车辆在不同路面附着条件下的最佳滑移率稳定区域;同时,在控制目标函数中加入能量回收趋势优化项,用于能量回收目标的快速动态调整,通过调节优化目标函数权值的大小,实现制动安全的同时提高车辆的能量回收能力.在Carsim中建立了车辆模型并和Simulink运行环境进行了联合仿真,验证了提出的转矩优化方法的有效性.     

基于协同仿真技术的车辆非线性平顺性分析

汽车悬架中存在多种非线性因素,采用非线性模型的时域求解可获得更准确的平顺性分析结果. 考虑到单一软件的局限性,本文采用协同仿真技术分析非线性车辆模型的平顺性. 用机械系统软件ADAMS建立汽车多体模型,并用MATLAB/Simulink的S函数建立路面模型、轮胎模型和驾驶员模型. 以随机生成的路面不平度数据为输入,在Simulink环境下建立协同仿真模型并完成车辆非线性模型的时域求解. 给出了平顺性协同仿真算例,并根据响应量时间历程数据计算了簧载质量加权加速度均方根值和车轮动载均方根值. 平顺性分析结果表明该协同仿真方法合理、可靠,满足非线性车辆模型的平顺性时域分析需要.     

ABS硬件在环仿真的车辆系统建模

通过理论推导、经验公式总结和参数测定等方法得到用于HIL的车辆系统数学模型,其中包括7自由度四轮车辆制动动力学模型、液压回路模型、制动器模型、Dugoff轮胎模型和ABS控制模型,并在MATLAB/Simulink环境下进行建模与仿真.将液压制动回路、压力调节器和控制器以实物形式嵌入仿真系统,在dSPACE系统平台下对所建车辆系统模型进行ABS HIL仿真试验.试验结果表明,通过在线参数调整确定逻辑门限值,采用ABS实车道路,所建车辆系统模型是合理的.     

海底采矿车路径跟踪的变论域模糊控制

采用ADAMS/ATV软件建立海底采矿车机械系统模型,利用MATLAB/Simulink平台建立以速度内环和方位外环的行走控制系统模型及机械系统与行走控制系统协同仿真模型;针对海底环境的复杂性和未知性,采用变论域理论设计纠正方向和位置偏差的自适用模糊控制器以及PID控制理论设计速度控制器,开展海底采矿车在越单边障碍时过程中按预定路径行走仿真研究.仿真结果表明:基于变论域模糊控制理论所设计的海底采矿车路径跟踪控制模型的鲁棒性良好,其方位偏差纠正及速度跟踪的响应速度快、稳态性好、控制效果好,实现了海底采矿车按预定路径行走,为海底采矿车在采矿过程中自动行走控制提供了有效的控制方法.     

基于模糊规则递推的车辆自动换挡策略仿真研究

基于模糊规则递推调整算法的车辆自动换挡控制策略,建立了履带车辆模糊换挡控制器模型,以Matlab/Simulink中典型的车辆模型作为仿真环境,与二参数换挡规律进行分析比较.结果表明,该模糊换挡策略能有效的提高履带车辆自动换挡过程中的加速性及动力性.     

分离路面上车辆紧急制动时稳定性分析与控制

传统的制动防抱死系统在分离路面上紧急制动时制动效能不尽理想,四通道ABS能够产生最大的制动力但却容易跑偏,而侧向稳定性较好的三通道ABS将增加制动距离.针对这种情况,提出了采用基于四通道ABS的主动前轮转向控制系统,该方法将在最大限度地提高车辆纵向制动力的同时保持车辆的侧向稳定性.建立了一个基于虚拟样机的全功能多体动力学模型,采用联合仿真的方法对车辆在分离路面上高速紧急制动过程进行了动力学仿真.仿真结果表明,提出的控制策略能够提高车辆在分离路面上紧急制动时的侧向稳定性.