摘要：有效的燃料电池氢气系统控制策略可以改善系统动态性能并延长使用寿命,本文针对循环泵型燃料电池氢气系统,提出了基于梯度寻优的自适应滑模解耦控制策略。首先基于Simulink搭建了燃料电池氢气系统模型,基于该模型设计了解耦滑模控制器在补偿模型精度不准的同时实现了流量和压力的解耦,并通过李雅普诺夫原理证明了反馈控制率的稳定性。然而,滑模控制存在动态响应性能和抖振相矛盾的问题,对此,本研究进一步设计了基于梯度下降的滑模控制参数自适应寻优方法,并通过前馈控制器提高变载时的系统稳定性,同时采用滑模调优参数Map自学习的方式,在保证闭环系统稳定的同时解决了瞬态工况下的梯度寻优延迟问题。结果表明:本文设计的结合前馈的自适应滑模解耦控制器超调量较小,响应时间较短,鲁棒性较高;阴阳极压差最大值约为0.01 bar,流量供给误差最大为0.015 g/s;能够在0.02 s内迅速响应变载运行时氢气压力和流量的变化需求;相比于前馈修正之前,电堆启动工况下的压力波动降低了0.122 bar;扰动作用下,系统稳定性保持良好,氢气压力波动最大为0.01 bar。

摘要：转矩控制作为整车控制器(VCU)的核心功能,保证其安全性至关重要。为此,本文针对VCU非预期的转矩输出异常的问题,参考ISO 26262标准开展功能安全分析,并提出一种基于EGAS架构的转矩控制3层监控策略。首先,以VCU相关项定义为基础,通过危害分析与风险评估确定汽车安全完整性等级以及安全目标。其次,采用故障树分析方法导出功能安全要求以及技术安全要求。再次,针对安全目标,设计了基于AURIX TC275三核主控芯片与TLF35584电源监控芯片的功能安全机制。此外,通过3层监控策略分配CPU资源,实现转矩控制基本功能与监控功能的分离。最后,进行处理器在环测试,包括UDE调试、UDS诊断以及TLF35584安全状态控制测试。结果表明:该3层监控策略能够实现VCU转矩控制的基本功能并在出现故障时及时进入安全状态,从而达到安全目标。

摘要：开展自动驾驶测试场景研究能够大幅减少自动驾驶汽车的测试周期与开发成本,是未来评价和提升自动驾驶技术的重要基础。为此,联合基于本体论的场景解构方法,提出了一种基于多通道态势图的自动驾驶场景表征方法,并对多通道态势图的场景聚类与场景复杂度进行研究。首先,对目前的自动驾驶测试方法进行分析,论述道路测试的不足之处以及基于场景的自动驾驶虚拟测试的优点,并对当前的场景解构与表征方法进行了总结;然后,运用本体论解构场景中的信息,并建立场景的本体模型,对模型中的数据属性进行参数化;接着,对真实场景、场景中的语义信息和多通道态势图场景进行对比分析,定义表征场景的多通道态势图的数据格式,将解构出的场景信息重组到多通道态势图的不同层中;之后,以汉明距离为基础设计了多通道态势图的对象层相似度计算方法,采用K均值聚类算法对驾驶场景对象层进行聚类分析,并借助层次分析法对基于多通道态势图的驾驶场景复杂度计算进行研究;最后,以KITTI数据集的一些真实场景为例,绘制场景开始时刻的多通道态势图,分析聚类出的9种对象分布类型。研究结果验证了多通道态势图场景复杂度计算方法的有效性。

摘要：提出一种基于小波网络动态逆内模控制方法的平衡重式叉车底盘集成控制策略,实现对叉车主动后轮转向(Active rear wheel steering,ARS)与直接横摆力矩控制(Direct yaw-moment control,DYC)的解耦控制,以消除叉车底盘各子系统间的耦合作用。在分析叉车底盘集成系统可逆性的基础上,确定解耦输入输出变量的匹配关系,建立小波网络动态逆模型并与原叉车底盘系统串联,将叉车底盘系统解耦为输入输出一一对应的两个独立的伪线性系统,实现了叉车底盘系统各控制回路之间的解耦;设计内模控制器对伪线性系统进行内模控制改善系统的响应品质,并进行仿真分析与基于Lab VIEW PXI和ve DYNA的驾驶员在环试验验证。结果表明,基于小波网络动态逆内模控制方法的平衡重式叉车底盘集成控制策略能够消除ARS与DYC之间的干涉和耦合,提升叉车的状态跟踪和操纵稳定性。

摘要：通过对标准新欧洲汽车法规循环(NEDC)工况的分析,提取出NEDC工况中的实时交通信息,分析不同驾驶状态对于车辆能耗的影响,提出一种新的基于实时交通信息的适用于V2I车辆的测试工况;结合电动汽车能量回收的优点,考虑电池-电机-制动特性约束,设计多源信息融合框架下的制动力分配策略;结合模型预测控制(MPC)的滚动优化思想提出MPC软约束框架下的电动汽车V2I最优控制策略;在AMESim&Simulink联合仿真平台上进行高精度纯电动车整车建模和MPC最优控制器的设计;对优化后车辆和未优化的车辆进行仿真对比验证,结果表明:结合道路交通信息进行最优决策的V2I纯电动车辆可有效降低车辆运行中的启停频率,减少整车能耗、车辆加速度和冲击度幅度,并显著提高整车经济性和舒适性.

摘要：在城市交通中,车辆频繁的加速和减速会引起车身俯仰振动,从而导致乘坐不适,甚至晕车。基于粒子群算法的类天棚控制和PID控制,研究一种阻尼连续可调的抗俯仰液压互联悬架系统。建立包含制动系统、轮胎和液压互联悬架系统的半车模型;分析液压互联悬架刚度阻尼特性和阻尼阀孔径对车身俯仰角平顺性的影响;设计类Skyhook和PID控制器,采用粒子群算法整定控制参数;利用Simulink和Amesim联合仿真模拟直线制动工况,分析平顺性优化效果和制动安全性。结果表明,与被动悬架相比,半主动抗液压互联悬架有效地提高车辆的平顺性。

摘要：轨迹预测的不确定性会引发汽车换道避撞系统的预期功能安全(Safety of the intended functionality,SOTIF)风险,为此提出一种基于轨迹预测安全边界的智能汽车换道避撞控制方法。针对前方车辆紧急切入工况,首先利用切比雪夫区间分析方法量化前车切入轨迹的不确定性,推导轨迹预测安全边界的计算公式。然后据此进行自车换道碰撞危险分析,决策出换道避撞过程中自车的换道安全边界。接着以换道安全边界为约束,应用基于Tube的鲁棒模型预测控制(Tube-basedrobustmodel predictive control,Tube-RMPC)方法设计换道控制器,实现自车主动换道避撞控制。最后在Carsim与Simulink联合平台上开展仿真试验,比较此系统与没有考虑预测不确定性的换道避撞系统的安全性,并在硬件在环仿真台架上进行验证。结果表明,求解出的轨迹预测安全边界能有效包络前车切入轨迹的不确定性,基于轨迹预测安全边界的控制方法显著提升换道避撞系统的预期功能安全性能。

摘要：为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的使用寿命,在分析PEMFC压力调节原理的基础上,建立了燃料电池及其阴极和阳极供应系统模型,设计了阴阳极压力控制策略,根据阴阳极压力差联合控制空压机、节气门、喷氢阀等流量控制元件。硬件在环仿真结果表明,在阴阳极压力联合控制策略下,阴极氧气供应可稳定响应负载的大幅突变。阳极实现了压力调节和燃料供应的解耦,阳极压力可跟随阴极压力快速变化。在复杂工况下,阴极和阳极压力差也能保持在一极低数值,显著提高了质子交换膜的使用寿命。

摘要：鉴于轮胎合力计算与分配算法只适用于四轮独立制动/驱动和四轮独立转向车辆,以及路面附着系数对轮胎纵向合力和横摆力矩可实现范围的限制,提出一种对轮胎纵向合力和横摆力矩进行实时计算调整和动态分配的车辆横向稳定性控制策略。针对线性反馈计算的误差,采用离线数值优化和非线性规划方法实时确定轮胎纵向合力和横摆力矩的可实现范围,将计算的合力和力矩调整至可实现范围内并进行动态分配。设计滑移率和前轮侧偏角控制器使轮胎摩擦力跟踪各分力,在保证精度的同时避免对车辆后轮侧向力的估计。最后进行了仿真分析与基于LabVIEW PXI和veDYNA的驾驶员在环试验验证。结果表明,基于合力计算与分配的车辆横向稳定性控制可有效地提高车辆轨迹保持能力,改善低附着路面上车辆的稳定性,控制效果优于滑模变结构控制。

摘要：为适应农机负载变化较大的工作环境,提出一种液压-机械传动系统方案,该方案具有机械传动效率高和液压传动无级调速特点,并通过调节旁通比例阀,可实现动力中断、准HMT传动和HMT传动三种功能。建立该传动系统下的起步策略,基于Matlab/Simulink建立整车模型并进行仿真,用起步压力和冲击度作为评价指标验证起步可行性。仿真结果表明,在起步低速工况下,该套系统可避免功率循环带来的影响,在由HM1过渡到HM2的临界点处,液压工作压力与冲击度均达到最大,进入HM2阶段后通过调节泵排量比可实现无级变速,车速稳步提升趋于稳定,相应的工作压力和冲击度迅速下降趋于平稳。验证该套系统能够满足农机启动、加速、稳定行驶等工况。