摘要：For a series plug-in hybrid electric vehicle,higher working efficiency can be achieved by the drive system with two small motors in parallel than that with one big motor ***,the overly complex structure will inevitably lead to a substantial increase in the development *** improve the system price-performance ratio,a new kind of series-parallel hybrid system evolved from the series plug-in hybrid system is *** to the technical parameters of the selected components,the system model is established,and the vehicle dynamic property and pure electric drive economy are *** on the dynamic programming,the energy management strategy for the drive system under the city driving cycle is developed,and the superiority validation of the system is *** the studied vehicle driven by the designed series-parallel plug-in hybrid system,compared with the one driven by the described series plug-in hybrid system,the dynamic property is significantly improved because of the multi-power coupling,and the fuel consumption is reduced by 11.4%with 10 city driving *** a word,with the flexible configuration of the designed hybrid system and the optimized control strategy of the energy management,the vehicle performance can be obviously improved.

摘要：匹配多套分布式驱动系统可以提升智能汽车的动力学控制能力,但该车在对开坡道起步时仍会存在动力性与方向稳定性难以兼顾问题。提出并验证一种结合主动转向与差动转向的分布式驱动智能汽车双重转向控制方法。根据各驱动轮独立可控的特点,分析对开坡道起步时施加双重转向控制的必要性;根据左右轮驱动力不等导致车辆产生差动转向而偏离直行路线的现象,基于模型预测控制设计出前轮主动转向控制器;结合设计的主动转向控制器与已有的分布式驱动汽车转矩自适应驱动防滑控制器,完成双重转向控制器设计;通过仿真分析和实车道路试验,验证了所设计控制器的控制效果。研究表明:施加双重转向控制,可以使分布式驱动智能汽车尽可能充分利用其自身驱动力和路面可提供的最大附着力;同时,能够根据实时的车身姿态参量和所在位置信息计算出相应的附加转向盘转角,通过主动转向使横向偏移量大幅降低。所提出的基于差动转向与主动转向相结合的双重转向控制,可以全面改善车辆的通过性和方向稳定性。

摘要：为有效地解决不确定动态环境下多无人机协同障碍规避问题,提出一种联合扩展卡尔曼滤波和模型预测控制的控制器设计方法。首先构建分布式无人机协同障碍规避体系架构、无人机的运动模型及其通信拓扑。采用扩展卡尔曼滤波(EKF)预测动态障碍物的轨迹,并设计一种信息补偿规则。然后,基于模型预测控制(MPC)方法,设计障碍规避控制器。仿真结果表明:EKF方法能够准确地预测动态障碍物的轨迹;无人机之间通过协作,可以有效地降低预测误差。

摘要：混合动力汽车可以通过模式切换获得良好的燃油经济性,但发动机和驱动电机高效工作区间的转速差异会降低耦合驱动效率,发动机启动瞬态冲击也会破坏整车纵向行驶平顺性。为解决上述问题,开展一种可实现发动机与驱动电机高效工作区域重叠的增速离合器的创新设计,并基于其进行发动机启动平顺性控制研究。首先,设计增速离合器三维实体结构,介绍其功能特点;接着,建立增速离合器齿轮传动机理模型、执行机构驱动电机模型和制动系统模型;然后,设计基于滑模速度控制和单神经元力控制的执行机构双闭环控制器;再后,使用遗传算法对力曲线进行寻优,确定最优接合速度与最终结合力;最后,开发增速离合器原理样机并对提出的发动机平顺启动控制方法进行快速原型试验验证。研究结果表明,所设计的增速离合器除了可以提升发动机与驱动电机的耦合工作效率外,基于其进行发动机启动控制还可以有效减少冲击度、滑摩功和扭矩超调量,从而大幅提升发动机启动时车辆的纵向行驶平顺性。

摘要：针对现有智能车辆轨迹规划方法在结构化道路中、高速场景中因均匀采样产生的计算时间浪费问题,提出一种基于采样区域优化的轨迹规划方法。该方法综合考虑道路环境信息和障碍物信息,将采样区域划分为基础代价区和障碍代价区,分别计算两个区域内采样点的代价值并依据该代价值对采样点进行筛选,高代价点将被忽略,低代价点将用于计算最优轨迹,从而避免均匀采样造成的计算量浪费。为进一步缩短规划时间并提高轨迹选择合理性,将候选轨迹按轨迹代价值进行排序,依次对候选轨迹进行碰撞检测,将不满足检测的轨迹剔除并将第一条通过检测的轨迹选为最优轨迹。为检验算法的可靠性,通过构建仿真道路及设计多个场景,对规划算法进行仿真验证。研究结果表明,所提出方法在有效降低单步轨迹规划时间的同时,保证了最优轨迹的安全性、合理性和可靠性。

摘要：基于轮毂电机的力矩主动分配实现电动汽车的侧倾稳定性控制。建立轮毂电机驱动整车虚拟样机模型并通过了试验验证;以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,设计基于模型预测控制的横摆稳定性控制器,以侧倾角速度和侧倾角为状态变量,设计基于反馈最优控制的侧倾稳定性控制器;基于空间运动解耦进行四轮驱动转矩的底层协调分配,在此基础上实现了兼顾整车横摆运动的轮毂电机驱动电动汽车的侧倾稳定性控制。研究表明,轮毂电机驱动具有常规半轴驱动所不具备的整车空间稳定性大强度控制能力,利用所提出的横摆和侧倾运动联合解耦控制方法,可以在保证横摆稳定性的前提下有效控制侧倾运动,从而大幅提高整车的空间稳定性。

摘要：为了利用所设计的双电机防滑差速驱动系统来提高分布式驱动汽车的动力学性能,在前期同轴耦合驱动控制理论研究的基础上,开展该车的高速稳定性机电耦合控制研究。建立并验证包含所设计驱动系统在内的分布式驱动汽车的人-车系统14自由度空间动力学模型;以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,基于模糊规则设计动力学稳定性控制器;制定整车失稳的判定条件,辨识控制系统参数;利用施加机电耦合控制所产生的附加直接横摆力矩,实现极限工况下的整车高速稳定性控制。结果表明,采用机电耦合控制,除了可以实现两侧分布式驱动系统的动力耦合,起到增强车辆高速稳定性的作用,还能够协调两侧驱动系统的转矩输出,抑制驱动力矩波动,降低电机和控制器的工作强度。

摘要：电动轮驱动汽车可以独立控制各车轮驱/制动力矩,并能够通过驱动、制动、转向和悬架系统的协同显著提升线控底盘的动力学控制能力,但车辆各子系统控制功能的简单叠加无法发挥整车控制能力。为改善线控底盘的整车稳定性控制效果,提出综合前轮主动转向、四轮差动驱动和悬架主动调控的空间稳定性协同控制方法。搭建整车动力学仿真平台,分析车辆失稳过程特征;构建底盘协同控制架构,计算出车辆状态期望值及主动悬架介入条件,设计出前轮主动转向和四轮差动驱动直接横摆力矩控制权重分配方法;设计出基于模型预测控制的前轮主动转向控制器、基于滑模变结构控制的直接横摆力矩控制器及基于非奇异终端滑模控制的主动悬架控制器并完成了仿真验证。研究表明,提出的底盘协同控制方法在不同附着条件路面上均能保证车辆安全、稳定行驶,所完成研究为线控底盘集成控制策略开发提供了新思路。

摘要：研究一类严格反馈非线性系统基于事件触发的自抗扰预设有限时间跟踪控制问题.采用反步法并结合自抗扰控制技术、预设性能及有限时间控制方法,提出了一种基于事件触发的自抗扰预设性能有限时间控制策略,并给出了控制器的设计方法.该方法在每一步的递推设计中使用自抗扰技术的扩张状态观测器来估计系统中的未知项,同时使用跟踪微分器来估计虚拟控制的导数从而避免微分膨胀.它可以保证系统输出在一个任意给定的停息时间内以预先设定的精度跟踪参考信号,并且闭环系统中的所有信号是有界的.事件触发机制的使用,使得控制输入不再持续更新,节约了通信资源.仿真验证了本文方法的有效性和优越性.

摘要：在清洁和可再生能源的转化过程中,氧还原反应和氧析出反应需要高效的电催化剂以克服其动力学限制.本文设计了一系列掺杂杂原子的无金属石墨二炔,以促进上述两类关键化学反应.为了评估电催化性能,利用密度泛函理论研究了反应路径和吉布斯自由能变化.计算结果表明,掺杂剂可以优化中间体的吸附,降低反应的过电位.本文还得到了将催化剂性质与催化剂结构相关联的内在描述符,该描述符可以加速开发和筛选新型电催化剂.研究结果可为清洁能源技术(如燃料电池、金属空气电池和电解水等)中碳基催化剂的设计提供指导.