汽车转向/制动系统的非线性解耦内模控制

首先提出一个非线性控制系统研究汽车转向系统和防抱死制动系统的协同控制问题。该控制结构由转向控制器和制动控制器组成。为了确保系统全局稳定性,采用反馈线性化方法进行解耦。为了提高系统的鲁棒性并确保期望的动态性能,对解藕线性化的系统采用内模控制方法进行综合。然后设计适用于复杂工况的制动力分配策略。最后用仿真结果验证控制系统的有效性,它改善了汽车制动稳定性和转向性能。     

无人艇航迹跟踪控制系统设计与验证

针对复杂湖面环境干扰下的无人艇自主航行控制问题,设计了一种有效的无人艇航迹跟踪控制系统。该系统从航迹跟踪控制算法、数据融合处理、上位机监控三个部分展开设计。在算法设计层面,将航迹跟踪控制问题分为外环和内环两部分,外环部分提出了一种自适应视线(Line of sight,LOS）制导算法,以求解目标航向角作为航向控制器的输入;内环部分设计了无模型自适应PID航向控制器,以实现无人艇稳定的航行。在数据处理层面,采用卡尔曼滤波算法对传感器信息进行融合,实现了对无人艇位置和姿态信息的准确估计。在监控层面,设计了一种可视化上位机软件,实时监测无人艇航行状态,保证航行安全。最后,利用实艇进行湖测实验,验证了该控制系统的有效性,结果表明该系统具备在内湖执行任务的能力以及应对复杂环境干扰的能力。     

车路协同下浓雾天气对高速公路换道行为的影响分析

为探究车路协同下浓雾天气对驾驶员在高速公路换道行为的影响,依托驾驶模拟实验平台设计车路协同人机交互终端(human-machine interface, HMI),设置对照组、正常天气+HMI组、浓雾天气组和浓雾天气+HMI组4种实验场景,招募43名被试进行驾驶模拟实验,采集换道行为数据。从中提取换道过程,将其划分为换道决策与换道执行两个阶段,选取方向盘转角、横向加速度以及横向偏移量的变化幅度与方差表征换道决策阶段的行为特征;选取换道轨迹长度、换道时间、换道平均车速与横向加速度峰值刻画换道执行阶段的行为特征,最后采用广义线性模型对所选变量进行分析。结果表明：浓雾天气、HMI以及两者的交互效应均对驾驶员的换道行为存在显著影响。在换道决策阶段,浓雾天气导致横向加速度以及横向偏移量的变化幅度与方差显著减小(P<0.05);HMI导致方向盘转角、横向加速度等变量显著减小(P<0.05);但两者的交互效应导致各变量(除横向加速度的变化幅度)显著增大(P<0.05)。在换道执行阶段,浓雾天气导致换道轨迹长度(P=0.01)和换道平均车速(P=0.00)显著减小,HMI仅对横向加速...     

随机风载下高速列车动力学安全特性

为了研究随机风载下高速列车的动力学特性,提出一种随机风环境下高速列车安全平稳性评估方法。基于Kármán理论和Davenport相干函数通过谐波合成法建立随机风数值模拟模型,并推导随机风作用下的高速列车非定常气动载荷的计算公式。通过SIMPACK建立车辆系统动力学模型,计算不同随机风载作用下的高速列车以不同车速运行过程中的安全性指标及平稳性指标。最后,本文选择了包括脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、Sperling平稳性指标在内的多性能指标作为目标来支持决策。通过仿真对多性能指标进行评价,验证了该模型在强风下高速列车运行动力学特性研究中的适用性。     

双闭环直流调速系统的分数阶PIλ控制

分数阶PIλDμ控制算法有助于比较新的、控制性能比较高的控制器。将分数阶PIλ算法应用到双闭环直流调速系统的速度控制器中,利用粒子群优化算法确定分数阶PIλ控制器的最优的Kp、Ki和λ参数;并和整数阶PI控制器进行比较。通过Matlab/Simulink仿真验证了分数阶PIλ控制器的稳定性、跟随性能、抗扰动性能都优于普通整数阶PI算法,同时验证了粒子群优化算法参数整定的有效性。     

轮式特种车辆方向盘手传振动评价及试验研究

对比分析了目前手传振动的测量评价标准及方法。以某轮式特种车辆为研究对象,选择两种路面条件,以不同车速进行实车试验;并对采集记录到的试验数据进行频域分析。采用国际标准及国家职业卫生标准规定的两种方法分别评价方向盘的手传振动。试验结果显示轮式特种车辆方向盘日振动暴露量为0.382 72 m/s2,满足欧盟指令规定的要求;4 h等能量频率计权振动加速度均小于GBZ 2.2—2007规定的限值(5 m/s2)。     

时变效应下自锚式悬索桥车载响应演变规律

为研究长服役期内混凝土收缩徐变、环境温度变化对车载作用下自锚式悬索桥主梁应力状态演变的影响规律,建立了山东省湖南路大桥ANSYS精细化实体有限元模型,分析了30 a运营期内混凝土收缩徐变、5 ℃~20 ℃温升工况下超宽箱梁底板的应力变化规律。结果表明：随着桥梁运营年限增加,箱梁底板纵向压应力逐渐减小,30 a期时部分位置出现0.085 MPa的纵向拉应力;箱梁底板与最外侧腹板交接处出现2 MPa的横向拉应力,需优化横向预应力筋的布置方式。桥梁运营30 a时,在1.0~1.6倍对称等效设计活荷载下,箱梁底板与内侧腹板交接处的纵向拉应力达到1.06~2.70 MPa。桥梁运营30 a并且环境温度升高5 ℃时,在对称等效设计活载下,箱梁底板部分区域的纵向拉应力超过混凝土抗拉强度,20 °C温升使得底板最大纵向拉应力达到8.65 MPa。     

基于真实数据的电动汽车锂电池故障检测方法

当电池的异常特征不明显时,传统的电动汽车电池系统故障检测方法很难进行早期故障检测。当前大多方法都是基于实验室条件下的测试数据进行研究,利用电动汽车实际运行数据的研究较少。为解决上述问题,提出一种基于真实数据的电动汽车电池系统内短路故障在线检测方法,通过经验模态分解提取分解后的电压残差值作为故障特征,结合香农熵权重法,以每个采样点的香农熵的冗余度作为权重,对串联电池系统中各电芯单体进行评分,结合改进Z-分数,实现对串联电池组的故障检测和定位。利用真实车辆数据进行验证并与阈值法和相关系数法进行比较,验证了该方法的有效性。结果表明,所提出的方法计算成本低、可靠性高,能够在线应用,不需要精确的模型且无需针对不同型号车辆的得分阈值进行试验,降低了试验成本。     

实时需求下的带时间窗移动充电车在线调度算法

在双碳背景下,移动充电车作为新型充电设施,能够缓解电动车保有量迅速增长带来的充电压力。然而成本高、效益低等问题阻碍了移动充电车的进一步发展。本文针对移动充电车只有在用户发出充电请求时,才能获知充电需求信息的特点,且需求带有时间窗要求的情形,提出实时需求下的带时间窗移动充电车调度问题,以总时间成本最小为目标,采用在线理论与方法,建立优化模型并设计在线算法;给出了不同情形下的调度方案,计算方案的竞争比,并进行对比分析;最后通过数值算例验证了在线算法的可行性和有效性。研究结果表明,用户发出的实时充电需求数量越大、最大单位惩罚时间成本系数越小,在线算法的执行效果越好。本文的模型和在线调度算法可以有效解决实时需求下的带时间窗移动充电车调度优化问题,提高移动充电车的充电效率,平衡充电供需。     

ST5100TCZ型道路除障车的可靠性评价

在对曾开发过的高速公路除障车进行结构分析的基础上,利用三辆除障车使用情况的有关记录,采用平均故障间隔里程、平均首次故障里程、当量故障率、可靠性综合评价四种不同的方法对整车的可靠性进行了全面的分析与评估, 并由此得出结论： 该车具有较高的可靠性.