摘要：针对智能汽车在高速过弯工况下,轨迹跟踪误差大、横向稳定性无法保障的问题,提出一种可拓博弈轨迹跟踪协调控制方法,通过可拓划区域切换控制和博弈协调相结合,突破单一控制策略的工况适应性和多策略切换的抖动问题。所提方法基于分层控制体系,将轨迹跟踪控制分解为上层测度模式识别层和下层博弈协调层。上层基于可拓理论,提出并联可拓测度模式识别策略,将车-路系统实时状态映射至对应的可拓控制架构中经典域、可拓域和非域三种测度模式。下层针对不同测度模式对应设计三种控制策略,根据上层测度模式识别结果进行实时策略切换,引入博弈协调方法对并联可拓权重进行协调控制,有效避免了模式切换带来的抖动问题。通过Simulink/Carsim建立联合仿真模型,在双移线和“8字”形时变曲率高速工况开展算法对比验证,所提方法相较于比例-积分-微分(Proportion-integral-derivative,PID)控制方法,平均跟踪误差精度提升45.08%,尤其在大曲率突变的恶劣工况下,车辆稳定性提升44%。最后利用智能汽车试验平台进行了对比验证,对设计智能汽车高速轨迹跟踪控制策略具有极强的指导意义和参考价值。

摘要：车辆动力学建模过程中通常会进行简化和假设,导致模型在某些工况下无法准确反映车辆的实际动态特性,影响控制精度甚至安全性.鉴于此,该文提出了一种基于数据驱动的非线性建模与控制方法,建立了新型神经网络车辆横向动力学多步预测模型,实现了智能汽车对参考轨迹的跟踪控制.首先,在分析车辆单轨模型并考虑轮胎非线性和纵向负载转移的基础上,基于编码器-解码器结构设计神经网络横向动力学模型.其中,使用串行排列来扩展微分方程描述不完全的动力学信息,隐藏层神经元学习车辆的高度非线性和强耦合特性,进而提高模型全局计算精度.利用所构建的数据集进行模型训练和测试,结果表明,相比于物理模型,所提出的模型在不同路面附着系数条件下均具有更高的建模精度,具有隐式预测路面摩擦条件能力.其次,利用提出的模型设计轨迹跟踪控制算法,根据车辆稳态转向假设,计算所需的前轮转向角和稳态质心侧偏角,将稳态质心侧偏角纳入基于路径误差的转向反馈中,实现参考轨迹跟踪控制.最后,使用Car Sim/Simulink联合仿真及HIL实验测试进行不同工况试验的对比分析,对所提出的基于神经网络模型的控制算法进行评价,结果表明,该模型能够实现智能汽车在高速下精确的跟踪控制效果,并具有良好的横向稳定性.

摘要：为了提升汽车的行驶平顺性及其适应路面时变的能力,针对电控空气悬架刚度分级调控问题,提出一种基于磁流变材料的新型一体式悬架减振支柱设计方案,在电控主动空气悬架的减振支柱基础上进行改进,利用磁流变材料的特性达到悬架系统无级调控刚度和阻尼的要求.介绍了减振支柱的结构组成及工作原理,分别建立了刚度和阻尼特性数学模型.搭建试验台架,进行了力学特性试验,得到减振支柱刚度和阻尼特性曲线,并利用试验结果对模型进行参数辨识.将仿真结果与试验结果进行对比分析,结果表明该减振支柱的数学模型较准确,设计方案可行.

摘要：针对传统可控悬架系统刚度阻尼调节过程中存在的模型构建难、精度要求高且能耗偏大等问题,提出一种基于高速开关电磁阀的刚度阻尼多级可调式油气悬架系统新结构及其控制方法。该新型油气悬架通过控制4个高速开关电磁阀的开关状态实现两种刚度模式和4种阻尼模式,从而实现悬架系统刚度阻尼特性的大范围调节。结合新型油气悬架系统的振动特性机理,建立了能够准确反映其特征的数学模型。根据车辆悬架设计要求,确定了新型油气悬架系统的关键部件参数,在仿真和试验的基础上对模型精度进行了验证。最后,利用粒子群优化算法对不同行驶工况下油气悬架系统刚度和阻尼特性进行了优化匹配,并设计模式切换控制方法来获取不同行驶工况下油气悬架刚度阻尼模式的最佳切换序列。仿真结果表明,与被动油气悬架相比,新型刚度阻尼多模式切换油气悬架系统的车身振动加速度均方根值下降了33.3%,悬架动挠度均方根值降低了29.6%,车轮动载荷均方根值降低了9.36%,能够有效改善车辆隔振性能。

摘要：基于机理分析的车辆动力学建模过程通常进行简化及假设,无法准确计算实际车辆在不同道路条件下的动力学变化,进而导致智能汽车轨迹跟踪控制精度低、不稳定等问题。鉴于此,本文中提出了一种基于混合建模技术的非线性建模与控制方法,构建机理分析-数据驱动的车辆动力学串联混合模型,车辆状态与控制数据经机理模型实现计算处理,级联合并后作为数据驱动模块的输入,长短时记忆网络作为主干网络实现时序数据的非线性关联特征提取和最终的模型输出计算。测试结果表明,该模型可以补充计算机理模型中的部分未建模动态并提高模型计算精度,且具有隐式理解不同路面附着条件的能力。其次,使用Euler积分完成对预测模型的离散化并设计模型预测控制轨迹跟踪算法,设计前馈反馈控制算法在实现车辆的纵向控制的同时提供横向控制中预测模型所需的外部输入,最终实现更符合实际行驶环境且更精准的轨迹跟踪控制效果。CarSim/Simulink联合仿真结果表明,该方法实现了不同道路附着系数下控制量精确输出,同步提升了智能汽车轨迹跟踪控制精度和稳定性,具有良好的横纵向协调控制效果。

摘要：实验教学对于提升学生的科学论证能力具有极其重要的意义,是落实发展学生核心素养的重要途径。在"电容器"的教学设计中,可以从3个层级设置问题。在情境构建中,引导学生建立寻找证据的方案、发现证据,论证科学观点,在问题推演过程中,推演问题的设置应合理巧妙,推演问题的构建应合理有效。只有这样,才有助于提升学生的科学探究精神,有利于形成学生的科学论证能力。

摘要：柔性连接是解决水工隧洞穿越活动断层重要工程手段。文章以辽宁省观音阁输水工程穿越活动断层洞段为工程背景,利用室内试验的方式探讨了水工隧洞穿越活动断层SPUA锚固长度。试验结果显示,锚固长度为钢筋直径的10倍左右为最佳,可以为相关工程设计和应用提供技术借鉴。

摘要：以车辆横向运动过程中的行驶状态精确估计为目标,提出了一种考虑轮胎非线性侧偏力学特性的行驶状态估计算法。为准确反映特殊行驶工况下车辆横向动力学行为演化规律,采用分段仿射辨识方法建立了轮胎非线性侧偏力学特性模型,进而实现整车横向动力学分段仿射模型的构建。在此基础上,基于强跟踪平方根容积卡尔曼滤波算法设计了针对系统分段仿射模型的“多模切换”行驶状态估计策略,以期当系统状态发生突变时依然能够保持良好的状态估计精度。基于CarSim和Matlab/Simulink建立了车辆行驶状态估计性能联合仿真验证平台,通过设置两种典型工况,对车辆横摆角速度和质心侧偏角的状态估计效果进行了验证。结果表明,所提出的估计算法能够实现特殊行驶工况下车辆行驶状态的高精度估计。

摘要：针对无人车轨迹跟踪问题,提出了一种基于状态估计的无人车前轮转角和横摆稳定协调控制策略.建立了车辆轨迹跟踪模型,利用模型预测控制算法设计了轨迹跟踪控制器,得到实时跟踪参考轨迹所需的前轮转角.根据车辆模型设计了一种基于未知输入观测器的前轮转角估计方法,并将估计结果作为前轮转角跟踪控制的输入量.基于非奇异终端滑模控制设计了前轮转角跟踪方法,通过转向电机扭矩来控制车辆转向以实现轨迹跟踪.同时,设计了车辆横摆稳定控制器,通过控制横摆角速度跟踪误差确保车辆横摆稳定.建立了CarSim-Simulink联合仿真模型并进行仿真实测试.结果表明,未知输入观测器具有较好的前轮转角估计效果,从而为车辆协调控制提供可靠信息源,协调控制策略能够在保证车辆横摆稳定性的同时完成车辆轨迹跟踪.

摘要：ISD（inerter-spring-damper）悬架是由惯容器、弹簧和阻尼器构成的一种新型车辆被动悬架。本文中基于动力吸振器在振动控制中的作用,利用惯容器动力学特性,建立了ISD悬架的单轮模型,设计出含有动力吸振器结构的ISD悬架,并对其进行仿真,用多目标遗传算法确定元件参数,分析ISD悬架的主频率特性和各性能指标（车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷）的振动传递特性。仿真结果表明,在0-15Hz低频段,与等刚度的传统被动悬架相比,ISD悬架改善了各性能指标的振动传递幅频特性,降低了各性能指标在共振频率1Hz附近的功率谱密度峰值。