主动前轮独立转向系统分析与研究

为了提高车辆的操稳性,提出了新型主动前轮独立转向系统,介绍了主动前轮独立转向的工作原理和结构形式,建立了系统数学模型;提出了主动前轮独立转向的控制策略,上层控制器采用PI控制,由横摆角速度偏差得出总控制转角,下层控制器负责内外侧转向轮的判断以及计算内外侧转向轮具体的转角;在仿真软件MATLAB/Simulink里进行了控制策略有效性仿真,仿真结果说明对于不足转向车辆,主动前轮独立转向系统能比传统的主动前轮转向系统更有效地提高车辆操纵稳定性。     

一种小型轮式平台的设计与运动仿真

针对传统轮式车辆转向半径大,转向阻力大的问题,提出一种新型的轮式车辆平台方案。该平台由定轴转动的前轮和万向轮后轮组成,主动轮是由轮毂电机独立驱动的前轮,后轮为从动轮。相比于传统的车辆,该平台引进了万向轮,大大加强了平台的灵活性,转向更加方便。通过在Solid Works中建立模型,然后在RecurDyn中进行仿真,设置不同的实验条件,根据实验结果可以得到：当后轮为万向轮时,平台具有较好的转弯能力。这一结果可以为科学研究和实际应用提供理论依据。     

混入智能车的下匝道瓶颈路段交通流建模与仿真分析

以下匝道瓶颈路段为研究背景,以手动驾驶汽车和两类智能车为研究对象,包括自适应巡航(ACC)汽车和协同自适应巡航(CACC)汽车,建立了混入智能车的混合交通流模型.在车辆的纵向控制层面,分别构建了手动驾驶汽车改进舒适驾驶元胞自动机规则和智能车的跟驰模型;基于车辆下匝道行驶特性,引入车辆感知范围R、换道控制区域LLC、换道冒险因子λ等参数,建立了控制车辆横向运动的自由换道和强制换道模型.通过对混合交通流模型进行数值仿真发现,CACC车辆混入率PCACC、车辆感知范围R、换道区域长度LLC和换道冒险程度λ均对下匝道交通系统产生影响.当CACC车辆混入率低于0.5时,CACC退化为ACC的概率增大,系统稳定性下降,交通拥堵呈恶化趋势;当CACC车辆混入率大于0.5时,车辆运行速度显著提升,拥堵消散能力提高.增大车辆感知范围、加长换道区域长度、提高换道冒险程度,都能够有效缓解改善下匝道瓶颈路段主线的拥挤状况,而对匝道运行效率影响并不明显.     

一种车辆状态通用自动监测装置设计与实现

当前装备车辆底盘数据大都通过仪表盘进行显示,而没有对数据进行采集和存储,造成对车辆的基本状态无法进行有效的评估和故障趋势分析;针对这种情况,设计一种对车辆底盘运行参数进行采集和存储的装置,通过一个通用的多PIN接口与车辆仪表盘信号线相连,采用高速AD芯片、高速主控芯片和RS485通讯接口实现对仪表盘接线输出信号的采集、计算与数据的传输存储;应用表明,此装置解决了多种车辆底盘参数的采集记录问题,具有广泛的推广应用价值。     

混有协同自适应巡航控制车辆的异质交通流稳定性解析与基本图模型

针对传统车辆和协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆构成的异质交通流,研究其稳定性与基本图模型.应用实车测试验证的CACC模型和智能驾驶员模型(intelligent driver model)分别作为CACC车辆和传统车辆的跟驰模型,建立异质流稳定性解析框架,研究不同平衡态速度、不同CACC车辆比例时的异质流稳定性.推导异质流基本图模型,并进行数值仿真实验.研究结果表明,在传统车辆稳定的速度范围,异质流处于稳定状态.在传统车辆不稳定的速度范围,CACC车辆比例增加以及平衡态速度远离9.6—18.6 m/s速度范围,均能够改善异质流的不稳定性.通行能力随着CACC车辆比例的增加而提高.此外,CACC模型的期望车间时距越大,异质流稳定域越大,但通行能力降低.因此,恒定车间时距CACC控制策略下的期望车间时距取值应权衡异质流稳定域和通行能力两个方面的影响.     

瓶颈处车辆横纵向行为建模与分析

车辆的横向偏移现象在现实的交通流中广泛存在, 交通瓶颈处的横向偏移现象往往更加显著. 车辆间横纵向的运动相互干扰, 使得瓶颈交通流组织十分混乱, 通行能力受到显著影响. 为了研究瓶颈处车辆横纵向行为规律及其对交通流的影响, 提出一个考虑横向偏移特征的车辆行为模型: 通过引入目标转向角概念,并结合经典优化速度模型, 给出了用于描述车辆的横纵向运动规律的运动方程, 同时通过分析车辆横向偏移特征, 制定了基于车辆行驶状态划分的目标转向角确定规则集. 数值模拟结果表明: 车辆的横向偏移会对交通流的运行产生影响, 在一定的横向偏移反应阈值下, 瓶颈处横向干扰于交通流的影响随着密度的增加而增加; 同时观察到了实际城市交通瓶颈的宏观及微观现象, 验证了模型的有效性. 关键词： 交通流 瓶颈 车辆行为 横向偏移特征     

基于电动助力转向的汽车防侧翻预警系统研究

为了使驾驶员能主动感知车辆侧倾状态、防止车辆侧翻,提出了一种新型基于电动助力转向的防侧翻预警系统;利用横向载荷转移率的门限值作为防侧翻预警控制的触发条件,采用助力电机电流补偿控制,当车辆侧倾较大,即横向载荷转移率超过门限值时,预警控制系统使驾驶员操纵转向盘力矩增大,结合侧翻报警灯工作,提醒驾驶员车辆正处于危险工况;MATLAB/Simulink中的仿真分析验证了防侧翻预警控制器能有效的提高车辆的操稳性。     

补偿转向盘振动力矩的控制策略研究

在Matlab/Simulink中建立了电动助力转向系统动力学模型,根据路感信息与不平路面引起的振动干扰在频率上的区别,经过高通滤波检测出路面不平整产生的转向系统干扰力矩,通过助力电机提供相反大小的力矩对其进行补偿。针对路感信息与路面振动干扰在频率上区分界限的不固定性,设计了一种在线可调节滤波器截止频率的控制方法,避免对车辆路感信息正常传递的影响。仿真结果表明,所设计的补偿控制策略能够有效衰减不平路面干扰力矩到方向盘的传递。     

考虑最邻近前车综合信息的反馈控制跟驰模型

拥堵控制中, 通过车辆运行状态感知与控制的交互融合, 实现对车辆有效控制的过程, 具有信息物理融合系统的典型特征. 本文基于Konishi等的研究工作, 从交通信息系统与交通物理系统融合的角度, 进一步考虑优化速度差和安全间距对车流的影响, 在耦合映射跟驰模型中, 提出了一种考虑最邻近前车综合信息的交通拥堵反馈控制方案. 运用反馈控制理论, 给出了头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件, 并与前人工作进行了比较. 理论分析与数值模拟结果一致表明, 耦合映射跟驰模型在本文提出的控制方案下能更有效地抑制交通拥堵. 关键词： 交通流 交通拥堵控制 耦合映射跟驰模型 信息物理融合系统     

车辆特性与ABS控制算法的适应性研究

针对车辆防抱死制动系统(ABS)控制算法的选择及适用问题,提出控制算法的选择应与车辆结构及实际性能要求相结合的方法,可以充分发挥不同ABS控制算法的优越性。使用Matlab/Simulink仿真软件建立车辆单轮制动模型,针对不同的初始制动车速和质心位置向后移动两种情况,分别采用变结构滑模控制和PID控制进行了制动过程的模拟与研究。仿真结果表明,当车辆结构及制动条件发生变化时,两种控制方式都能很好的完成制动,且各有优点,可以满足不同制动性能的需求。