汽车驾驶机器人模糊神经网络换挡控制方法

为了实现汽车驾驶机器人挡位决策的智能化,提出了一种驾驶机器人模糊神经网络换挡控制方法.模糊神经网络模型的输入为驾驶机器人油门机械腿的位移、试验车辆的车速和加速度,模型的输出为挡位.输入变量的隶属函数都为3个,类型都采用广义钟形函数gbellmf,网络训练算法选用反向传播算法和最小二乘法相结合的混合学习算法.仿真结果表明,汽车驾驶机器人模糊神经网络控制仿真挡位与试验挡位基本一致,该方法可根据操作工况环境实现正确的汽车驾驶机器人挡位控制.     

智能汽车多模式驾驶仿真平台设计

为了给智能汽车多模式驾驶中汽车的安全性、人—车辆—环境系统的交互性以及驾驶员心理和行为的复杂性等研究提供平台,从操纵装置设计和操纵信号采集设计两个方面开发了平台的硬件环境,结合平台操纵装置,给出了自动驾驶装置和电气控制回路设计,并根据现有智能汽车驾驶模式的切换方法,提出了基于阈值的驾驶模式切换方法,完成了智能汽车多模式驾驶仿真平台的搭建。最后通过实验,验证了驾驶模式切换系统和自动驾驶路径运动控制系统的可靠性。     

基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统研究

数字孪生（Digital Twins,DT）是借助实时仿真技术将真实物体映射到虚拟世界的系统,应用数字孪生技术可实现虚拟道路场景下真实智能汽车的自动驾驶测试。设计了一套基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统,并将其应用于AEB系统的开发验证。在数字孪生技术框架下结合仿真测试工具、V2X通信设备、真实测试车辆等功能单元,形成虚拟环境与真实环境相互映射的整车在环测试系统。基于虚幻引擎（Unreal Engine）4构建真实驾驶环境的镜像仿真场景,利用V2X通信技术将实车状态数据实时传输到虚拟AirSim车辆控制器,同时向被测车辆反馈仿真场景环境感知数据。考虑测试系统信号延时的影响,通过多种工况的整车在环测试对AEB控制算法进行优化改进。通过实车试验验证了基于数字孪生的智能汽车测试方法的有效性与优越性,结果表明该测试方法既保留了实车测试的真实性,也可以有效避免实车测试的危险性。     

基于驾驶姿势预测模型的人机工程原型系统

文章实现了基于驾驶姿势预测模型的人机工程原型系统,对相关算法和模型进行应用验证.在国产软件平台上实现了一个计算机辅助人机工程原型系统,系统可以导入车辆模型,建立虚拟人体模型和人机环境,对车辆的人机因素进行分析和评价,验证了相关理论、方法与技术的正确性与可行性.     

高级辅助驾驶系统实验平台开发研究

针对高级辅助驾驶系统(ADAS)控制策略侧研究搭建出一套ADAS实验仿真平台,以图形化编程环境LabVIEW、车辆动力学仿真软件CarSimRT为基础实验环境,结合美国NI公司生产的NI设备,在以中华V3为内饰的驾驶模拟器上实现预期功能,搭建仿真平台。设计自适应巡航控制系统(ACC)功能对ADAS实验仿真平台进行验证。验证结果表明:实验仿真平台可进行ADAS控制策略仿真实验验证。     

拖拉机驾驶室内低频结构噪声响应分析

以某拖拉机驾驶室为研究对象,建立了驾驶室结构和声场有限元模型,将试验测试的驾驶室悬置点加速度信号作为振动激励得到驾驶室强迫运动响应结果。通过基于模态的声固耦合分析得到20~200 Hz范围内驾驶室结构噪声。将计算得到的驾驶室内噪声信号与试验结果进行对比分析。结果表明,仿真计算结果能够反映出激励谱和模态的影响,与试验结果相符。利用此方法预测车辆室内振动噪声水平具有较高的精度,可以为驾驶室声学性能开发提供指导。     

不良驾驶习惯评价与交通安全技术研究

通过对不良汽车驾驶行为的特征分析,得出交通事故的发生与不良驾驶行为的耦合关系,利用多因素模糊综合评价法对各种不良汽车驾驶行为的危险度进行评价,为车辆安全驾驶提供技术规范,降低交通事故发生率。     

基于电磁直驱控制策略的农机驾驶机器人设计

以农机驾驶机器人为研究对象,以保证机器人的轻量化、结构简单化为目的,设计了一种直驱型农机驾驶机器人,并基于以电磁直驱控制策略设计了机器人直驱电磁执行器。同时,以建立D-H坐标系、运动学和动力学等方面对换挡控制器进行了深入研究,并通过ADAMS软件仿真试验验证了机驾驶机器人换挡控制器结构设计和动力学模型的可靠性。     

车辆稳定性控制的虚拟实验

基于虚拟驾驶实验平台开发了车辆稳定性控制器.构建了由实车、虚拟场景、车辆动力学模型等组成的虚拟驾驶实验平台.用神经网络估计模型对车辆动力学系统进行了辨识,通过调整神经网络对象模型设计了神经自校正控制器,该控制器通过产生横摆力矩迫使车辆横摆角速度跟踪理想响应.在虚拟驾驶实验平台上研究了施加控制后车辆的响应及其与驾驶员的交互,对车辆在紧急避障操纵时的响应进行了虚拟仿真实验,验证了车辆稳定性控制器的有效性.     

汽车驾驶辅助实时仿真系统的整车动力学模型

简述了以xPC技术为核心的汽车驾驶辅助实时仿真系统的总体结构.基于汽车各主要部件的动力学分析,建立了整车七自由度非线性动力学模型,详细阐述了利用Matlab/Simulink及Stateflow进行模型实现的过程.仿真及试验表明,模型占用计算资源少,且准确地反映了整车纵、侧向动力学特性,能够满足汽车驾驶辅助实时仿真系统的要求.     

基于车辆坐标系的闭环系统驾驶员模型研究

建立了基于旋转坐标系和车辆坐标系的单点预瞄横向偏差驾驶员模型,圆形路径的仿真计算结果表明,这两种驾驶员模型都能很好地跟踪目标路径,但对车辆的操纵行为却有明显的差异。基于车辆坐标系的驾驶员模型对车辆的控制接近于驾驶员的实际操纵行为,用这类驾驶员模型来进行汽车操纵稳定性的仿真评价才是合适的。     

基于遗传算法的电动四驱汽车轴间扭矩分配控制策略

为了提高纯电动四轮驱动汽车的整车动力性和行驶稳定性,提出一种通过对汽车前后轴转速差及车轮滑转率实时观测完成轴间扭矩重新分配的控制策略。通过Matlab/Simulink构建了整车动力学模型,并设计了基于遗传算法(GA)和PID控制的轴间扭矩分配控制系统,分别在低附着均一路面、对接路面对整车加速性能进行了仿真分析。对该轴间扭矩控制系统进行软硬件设计,并对开发的控制器进行了道路试验。结果显示运用该控制器及控制策略能较好地跟随实时路况,使车辆动力性和行驶稳定性得到提升,试验结果也验证了控制系统的有效性。     

履带车辆试验台建模与控制方法

基于实际路面工况与试验台结构建立了以主动轮受力为输入、主动轮角加速度为输出的履带车辆动力学模型,推导了履带车辆整车等效到主动轮惯量;辨识了试验台系统传递函数,提出了速度跟踪结合单边速度闭环扭矩双边加载的控制方法实现负载模拟.设计此控制方法的台架系统试验结果表明在换挡、爬坡过程中车辆速度无跳动或较大波动,输出扭矩变化符合实际路面工况,并有较高的负载模拟精度;证明了此控制方法在履带车辆台架试验负载模拟中的有效性和精确性.     

考虑风扰的对靶喷雾机械臂药液喷洒动力学建模与试验

为实现对靶标杂草的有效覆盖和提高对靶施药精度,减少药液浪费和生态污染,采用基于二自由度机械臂的对靶施药方式,优化了除草机器人的对靶喷施性能;除草机器人药液喷洒模型的建立是提高对靶喷施精度的关键,在考虑风扰的前提条件下,根据液滴粒子轨迹动力学方程,结合机械臂连杆和关节变量参数,建立液滴喷洒轨迹模型,并推导得到液滴理论沉积覆盖区域;在此基础上通过计算机数值模拟,分析了喷头位姿、车速和风速对液滴落地沉积覆盖区域的影响,并对靶标点进行了坐标重构;在室内搭建了小型开口直流低速风洞并进行药液喷洒验证试验,利用图像处理技术获取试验的液滴落地沉积覆盖区域,对比其与理论沉积覆盖区域,形心误差范围为4.1~7.2 mm,区域匹配误差范围为9.1%~17.8%。试验结果表明:理论沉积覆盖区域与试验测定的结果误差较小,两者具有较高的一致性。     

收获机虚拟环境模型与仿真平台构建

为实现收获机械的设计创新以及整机作业行为和性能的仿真试验,以玉米收获机为例,采用Unity3D虚拟平台构建了收获机械三维仿真模型。根据物料流变特性,以虚拟弹簧和虚拟墙构建了植株模型,通过建立行为控制模型实现了收获机械与植株的交互,最终开发了收获仿真平台,应用该平台进行了验证试验和不同条件下的收获仿真试验。试验结果表明,构建的植株模型和虚拟收获环境符合收获机械仿真需求,仿真平台可进行收获机械作业性能的评估。     

基于余压控制的液压制动系统性能研究

为了提高液压制动系统的性能,分析了制动效能的影响因素和矿用自卸车液压制动系统的原理。建立了液压制动系统简化模型,并对其关键元件制动踏板阀进行了特性分析。应用AMESim建立了液压制动系统的仿真模型,研究了参数变化对系统性能的影响,提出了余压控制减小制动器作用时间的方法,试验结果验证了仿真分析的正确性和余压控制的可行性,减小了制动器作用时间,缩短了制动距离,使制动性能大大提高。     

汽车平顺性的虚拟样机试验

应用面向整机系统虚拟样机的概念,将研究对象分为悬架、轮胎、路面等模块。用BEAM力将悬架多片板簧简化为一片主板簧或一片主板簧和一片副板簧，用ADAMS的FIALA模型轮胎表示车辆轮眙．根据ISO噪声路面的功率谱参数，设计了车辆行驶的路面文件。同时建立了三维实体虚拟整车模型，实现了虚拟午辆的仿真行驶。虚拟汽车仿真行驶时，能够体现真实车辆的运动学和动力学关系。驾驶员振动加速度仿真值与实测值接近。研究结果表明，对于汽车这一复杂的机器系统．通过在计算机上建立详细的虚拟样机进行平顺性分析是可行的.     

基于虚拟技术的车辆操纵稳定性评价系统

把虚拟样机技术与虚拟现实技术应用到车辆的操纵稳定性研究中，设计了车辆操纵稳定性虚拟试验研究平台，把车辆的建模、仿真分析、虚拟再现、评价集成在一起，并以车辆的单移线试验为例阐述了评价系统的实现。结果证明，配合虚拟仪表以及虚拟环境，虚拟试验突破了原有仿真曲线等评价的不足，通过立体视觉设备，人可以沉浸到环境中，以闭环的方式体验车辆的性能。     

电控空气悬架车高调节与整车姿态控制研究

针对电控空气悬架在车高调节过程中存在的过充、过放以及振荡等不良现象,提出一种能够对气体质量流量进行自适应调节的神经网络PID控制方法。根据车辆系统动力学和变质量充放气系统热力学理论,建立了电控空气悬架车高调节数学模型,设计了车高调节BP神经网络PID控制器,并对控制器的实际性能进行了仿真验证。在此基础上,为了进一步防止车高调节过程中因四角高度调节不同步而引起的整车姿态失稳现象,基于模糊控制算法对系统局部控制量进行了修正,从而形成整车姿态模糊控制器。最后,基于D2P快速开发平台搭建了电控空气悬架车高调节控制系统,进行了整车台架试验。试验结果表明,所设计的控制系统不仅能够实现车身高度的有效调节,同时还能抑制车高调节过程中的整车姿态变化。