摘要：为了进一步提高自动驾驶汽车在交叉路口行驶时的燃油经济性,基于模型预测控制(MPC)理论,量化分析了车辆安全性、经济性、舒适性等多性能指标函数及约束,并设计了以经济性为主的交叉路口自动驾驶汽车生态驾驶控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略能够保证良好的安全性和舒适性,与LQR控制器相比,在有前车影响和无前车影响工况下的百公里油耗分别降低15.83%和34.98%。

摘要：吸能盒上诱导槽的分布形式对汽车碰撞性能有很大影响。以汽车前纵梁吸能盒结构为对象,建立整车正面碰撞仿真模型,对吸能盒结构的耐撞性进行了多目标优化设计。以吸能盒上诱导槽之间的间距为设计变量,使用Hammersley方法采集样本点后,以车辆吸能盒的最大吸能量E、最大刚性墙反力F以及车身最大加速度a为目标函数,通过kriging法以及径向基法构建各目标函数的近似代理模型,并检验了近似模型的精度。采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行了多目标优化。结果表明,与原模型相比,优化后的非均匀分布形式的诱导槽结构耐撞性改善明显,变形压缩模式更充分、有序。

摘要：首先,基于国家标准GB14167—2013《汽车安全带固定点》中的座椅拉拽安全性能试验规程对汽车座椅单体进行建模仿真,并经试验验证模型的可靠性。然后,为改善座椅拉拽安全性能并实现轻量化,同时考虑NVH性能对座椅结构模态频率的要求,从概念设计阶段到详细设计阶段,对座椅骨架进行拓扑优化和尺寸优化。在概念设计阶段,通过多个静态载荷模拟座椅在动态载荷下的变形趋势,以静态载荷下的座椅骨架总柔度最小为目标,设计区域体积和1阶模态频率为约束,对座椅结构进行拓扑优化。在此基础上,通过相对灵敏度分析从19个部件中选出10个部件的板厚度作为设计变量,通过哈默斯雷和拉丁超立方采样的试验设计,构建了移动最小二乘法(MLSM)近似模型。以质量和滑轨最大变形量最小为目标,采用多目标遗传算法(MOGA)进行优化求解,获取Pareto最优解。结果表明:在座椅第1阶模态频率不低于19 Hz的前提下,优化后的座椅质量下降了5.7%,滑轨最大变形量减小了16.2%,在改善座椅拉拽安全性能的同时实现了轻量化。

摘要：为解决连续流交叉口车辆二次停车和人-车冲突问题,防止车辆排队溢出,破坏连续流交叉口稳定的运行状态,提出人-车信号协调优化控制策略。根据车流运行特征,协调主、预信号配时,优化信号相位方案,以车均延误最小为目标构建优化模型。通过仿真对比可知,本文模型计算的延误估算误差在5%以内。通过案例分析可知,现状方案南北左转车均延误和车均停车次数是优化方案的2倍以上,说明优化方案避免了车辆二次停车;从整个交叉口来看,优化方案在两种流量场景下,车均延误分别降低了27.8%、18.5%,提升了交叉口运行效率。通过敏感性分析发现,移位左转车道长度在100 m时,综合效益最佳。

摘要：本文旨在研究汽车声学包的轻量化设计,要求在保证声学性能的前提下,尽可能实现轻量化的目标。首先运用统计能量法建立了包含车身结构和各声腔的整车模型,提取80 km/h匀速工况下发动机舱的声辐射激励、动力总成激励和车身表面脉动压力激励,并将其施加在该模型上,获得驾驶员头部声腔声压,结果与试验数据吻合良好,验证了模型的有效性。接着根据各子系统对驾驶员头部声腔声压的贡献量分析结果,对内前围和前地板声学包提出了改进方案。最后以改进方案中各层材料厚度为设计变量,以驾驶员头部声腔总声压级和声学包总质量为目标构建Kriging近似模型,采用多目标遗传算法对声学包材料厚度进行优化,优化后的声学包声学性能与原来相当,而总质量减轻了20.76%。

摘要：接驳公交是城市公共交通系统的重要部分,用于解决轨道交通乘客“最后一公里”出行难题。针对固定线路接驳公交中边缘地区乘客步行前往公交站时间较长的问题,提出在固定线路公交服务范围边缘处布置需求响应公交,从而实现双模式接驳公交一体化布局。为科学且人性化地划分不同模式接驳公交的服务范围,基于用户均衡理论,提出以乘客出行时间均衡为目标的双模式接驳公交一体化布局模型;为在多个达到均衡条件的布局方案中进一步挑选出最优布局方案,建立以乘客出行时间最小为目标的优化模型,并设计遗传算法求解。最后,以重庆东站站前片区为研究案例验证模型与算法的可行性与有效性,求解结果证明双模式接驳公交一体化布局可以在不增加投入车辆数的前提下相比单一固定线路运营模式降低乘客出行时间成本32%;但需求响应模式的加入也会导致公交人均能耗上升83%。

摘要：为实现开关磁阻型风电机组轻量化的设计目标、提高设计效率,提出一种开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统参数集成设计方法。该方法以开关磁阻风力发电机和齿轮传动系统结构参数为设计变量,以系统质量最小为优化目标。基于有限元法计算开关磁阻发电机磁链与转矩特性矩阵。在此基础上,建立开关磁阻发电机非线性动态仿真模型以计算开关磁阻发电机动态转矩,并应用模拟退火算法优化开关角,获得最大发电机转矩,最后采用下山单纯形优化方法迭代发电机-齿轮系统质量,获得满足设计要求前提下系统质量收敛时的设计变量值。该优化过程优化套优化,可最大程度降低系统质量。上述设计流程通过脚本实现自动化运行以提高设计效率,可实现开关磁阻发电机-齿轮系统轻量化参数集成设计。基于该方法,针对8 MW风电机组进行参数设计,并与现有的相同发电容量永磁型风电机组的质量和发电机转矩性能对比。结果表面:通过该方法设计开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统可保证发电机具有良好的转矩性能,同时可有效降低系统质量,且可极大地提升设计效率。

摘要：准确评估驾驶人认知负荷水平,对于深入研究驾驶人行为特性,改善驾驶安全性具有重要意义。现有的驾驶人认知负荷分类方法,大多基于心电、脑电等生理信息和车辆信息,由于特征选择上的单一性,导致驾驶人认知负荷分类模型的分类精度不高。设计基于跟驰场景的不同认知负荷N-back次任务试验,通过采集受试者的生理信号和车辆信号,结合NASATLX主观评分和机器学习算法,提出了基于多维信息特征融合的驾驶人认知负荷分类方法。研究表明:基于生理信息和车辆信息的多维信息特征认知负荷分类方法,其精度显著高于传统的基于生理信息的认知负荷分类方法,以多维信息特征为输入,随机森林法以其稳定性好、抗过拟合能力强的特点,表现出优异的分类效果,相比神经网络和支持向量机,具有最高的平均分类精度。

摘要：为实现类球形果实采收过程中稳定夹持和无损采摘,该研究以番茄为研究对象,设计了一款全气动吸-夹一体式无损采摘末端执行器。首先设计空间多连杆三爪机构,采用3个夹持爪单元空间轴向均布的方式构成空间多连杆末端执行器主体机构,实现中心吸盘回拉果实和夹持爪夹持果实两个动作由单一主动气缸驱动并实现顺序动作;其次,建立末端执行器夹持爪单元的数学模型,并确定满足夹持爪尖端张开最大范围156 mm和吸盘回拉移动最大距离38.7 mm条件下的末端执行器结构参数,通过ADAMS软件对其进行运动学和动力学仿真分析,获得各部件间运动速度和加速度的相对关系,以及夹持力与气动系统压力和果实尺寸的关系。最后,设计并搭建具有压力负反馈和气压连续调节功能的电气伺服控制系统,通过分析果实在拉动和转动两种情况的滑移试验,提出基于动态标准差波动上升节点的双阈值滑移判别算法和基于滑移判据及损伤极限压力的无损采摘控制策略。204个不同尺寸番茄果实的实地采摘试验表明,末端执行器采摘成功率为96.03%,采摘过程耗时5 s,采摘过程中的直接损伤率为1.58%,72 h褐变率为1.76%。结果表明该采摘末端执行器具有较好的采摘效果,可满足实际工作需求。

摘要：为解决连续流交叉口左转非机动车和直行机动车冲突问题,提出一种左转非机动车过街创新设计方案,对比常规设计和两步过街方案,将3种方案整合到一个统一的优化模型中。以交叉口机动车通过量最大为优化目标,建立混合整数非线性规划优化模型,将其转换为非线性模型以便于求解,并利用VISSIM仿真验证3种方案的运行效益。结果表明,两步过街和创新设计相对于常规设计能提升交叉口机动车通行能力,且在高流量场景下拥堵改善效果更佳,分别能降低55.58%、57.18%的机动车延误;常规设计不适用于直行机动车流量较大的场景,两步过街和创新设计不适用于左转机动车流量较大的场景;常规设计和两步过街左转非机动车流量增加,会导致机动车通行能力迅速下降,创新设计受左转非机动车流量的影响较小,在各种流量场景下适用性较好。