摘要：随着车辆保有量的与日俱增,道路通行效率问题日益严重,特别是紧急救援车辆的救援效率问题。针对弯道路段因无法判断能否安全超越前方慢速行驶车辆,而导致后方紧急救援车辆低速跟随行驶的工况,提出了一种基于车路通信的弯道超车安全预测方法。运用车-路互联技术获取准确的路况信息,建立四自由度车辆动力学模型计算安全车速,并设计了车辆弯道超车行驶的安全碰撞预测算法,最后通过典型弯道路况进行仿真验证。仿真结果表明,该方法能够为驾驶员提供准确的预测信息,有效增强车辆超车行驶的安全性(与对向、同向车辆无碰撞)和稳定性(本车无侧滑、侧翻),提高道路通行效率。

摘要：汽车轻量化能有效地降低燃油消耗并减少污染物排放,是实现汽车节能减排的重要举措之一。拓扑优化是连续体结构轻量化设计的常用方法,由于实际工况通常较复杂,一般连续体结构的拓扑优化属于多工况拓扑优化问题,此时拓扑优化结果存在较多影响因素。本文引入多工况拓扑优化性能指标PI,通过算例对多工况拓扑优化权重系数的选取方法进行分析,寻找最佳权重系数分配方法,有效的解决了连续体结构多工况拓扑优化权重系数的选取问题。以某重型商用车平衡轴支架为应用对象,开展平衡轴支架多工况拓扑优化与轻量化设计,结果表明在满足性能要求的前提下,平衡轴支架减重了28.1%。

摘要：为有效解决光伏板表面灰尘覆盖问题,提高光伏电站光电转化效率,根据目前光伏板安装环境,设计一种光伏板智能清洁机器人。机器人由行走机构、清洁机构、控制模块以及各传感器组成,可在光伏板上自主进行清洁工作。对机器人的行走机构和清洁机构进行设计计算,再通过力学分析得出机器人运动稳定性条件,然后结合机器人功能对机器人的控制系统进行设计,最后制作出机器人样机。通过对机器人进行运动和清洁性能测试,此机器人可在25°以下的斜面上稳定运动,清洁机构对于浮尘或积垢类污渍都具有一定的清洁能力,且机器人可按照设计路径自主完成清洁工作。与传统清洁方式相比,在解决光伏板灰尘覆盖问题的同时,极大地降低了人工成本,减少了水资源的浪费。

摘要：为对双堆燃料电池热管理系统进行有效控制,基于试验数据建立了电堆模型,并耦合水泵、换热器等关键零部件模型形成完整的热管理系统模型。为保证阶跃工况下电堆温度的稳定,设计了基于比例积分与线性自抗扰算法的联合控制策略,并进行仿真验证。提出了基于前馈解耦及串级LADRC的改进控制策略,通过仿真对比改进前后的控制效果。结果表明,改进后的控制策略能有效减小超调量,反映温控精度的时间乘绝对误差积分量最高可降低66.39%。

摘要：旋转机械因其体积小、效率高而被广泛应用于船舶行业,其工作时往往会安装在底板、底座等平台上,以提高本身的承载能力,并衰减其传给船体的振动和冲击。传统的设计方法常将旋转机械设备安装在底板中间位置,未充分考虑设备安装方式对振动性能的影响。以某船用抽气泵为研究对象,采用有限单元法,对泵体的不同安装方式进行振动特性分析,并基于Python语言,开发一套旋转机械安装平台结构设计与响应优化的程序,并对优化后的安装方案进行可靠性分析。结果表明,相比于传统安装方式,优化后的布置方案在保证底板承载能力前提下,使其所受振动加速度明显降低,验证了旋转机械安装平台优化方案的有效性。

摘要：针对现有梯度蜂窝结构的经验式、非连续变梯度等设计方法,无法充分发挥梯度设计对蜂窝结构冲击性能提升效果的问题。基于变密度拓扑优化方法,提出了一种参数化设计的拓扑优化密度映射蜂窝结构,通过改变映射系数、相对密度构建了相应的拓扑优化密度映射蜂窝结构模型。研究了不同冲击速度下,映射系数、相对密度对其面内变形模式、力学响应和能量吸收性能的影响。结果表明,映射系数、相对密度对不同冲击速度下的拓扑优化密度映射蜂窝的面内变形模式具有显著影响,增大映射系数有益于提高其平台应力和比吸能,与相同质量、尺寸的标准蜂窝冲击性能对比结果显示:拓扑优化密度映射蜂窝的峰值应力降低了16.9%、比吸能提高了29.1%。研究表明,将变密度拓扑优化方法引入至梯度蜂窝结构的设计可有效提高其冲击性能。

摘要：为使车辆能精确地跟踪理想横摆角速度,从而提高车辆路径跟踪能力,提出考虑多性能约束的主动前轮转向静态输出反馈(SOF)控制方法.由于行驶中车辆轮胎的侧偏刚度是一强非线性参数,所以将侧偏刚度作为模型的不确定性参数.基于饱和线性轮胎模型,建立二自由度车辆动力学多胞型模型来对参数不确定性进行处理.针对该类不确定性系统,考虑具有区域极点配置约束与H_(∞)性能约束的鲁棒SOF控制器设计问题.给出了该类不确定系统的线性矩阵不等式(LMI)充分条件,并首次扩展运用一种坐标转换矩阵优化方法来迭代求解所得到的LMI条件,从而得到该类不确定性系统的鲁棒最优H_(∞)SOF控制器.MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真结果表明,所设计的SOF控制器可显著提高对期望横摆角速度的跟踪性能,改善车辆路径跟踪能力,且对模型参数的不确定性具有良好的鲁棒性.

摘要：针对多轴线矿用车自重大、工作路况复杂恶劣、轮胎磨损消耗大的特点,提出可切换转向模式的矿用车转向系统,并建立280t矿用车多轴线转向机构的参数化模型。提出基于“当量理论转角”的多轴线矿用车转向系统优化设计方法,分析不同转向模式转角误差协同优化设计的可行性,协调匹配不同转向模式下的各轮转角误差。研究结果显示,优化后转向机构八字转向总体性能优于常规转向模式,与原始设计相比更加符合车辆运输工况的实际需求,优化目标加权当量转角误差值由优化前的3.021下降为2.550,下降幅值为15.57%,说明整体效果比较明显。研究结果对于设计多轴线车辆转向系统具有重要的指导意义和参考价值。

摘要：针对带筋构件R区多类型缺陷的快速检测和精确识别等难题,提出基于分布式激光超声的带筋构件R区缺陷检测和分类识别方法。通过建立有限元模型研究了激光超声在带筋构件中的传播规律及其与R区表面裂纹、近表面气孔等缺陷的相互作用机理,进而设计制作了含典型人工缺陷的6061铝合金带筋构件试样,开展激光超声检测实验。实验获得的缺陷时域信号与B-scan特征图像及仿真结果一致,基于反射与衍射原理实现了对带筋构件R区缺陷定位与定量检测,从而验证了所提分布式激光超声检测方法的可行性,为带筋构件制造缺陷的快速检测和分类识别提供了新思路。

摘要：驾驶员和自动驾驶系统的驾驶权之和被固定为1时,复杂场景下可能会出现车辆转向需求与共享转向控制(shared steering control,SSC)系统输出不匹配的问题,影响车辆行驶安全。为了解决这一问题,提出了一种驾驶权动态分配方法,并针对驾驶权分配系数和车辆参数不确定性设计了鲁棒控制器。首先,在并联式SSC系统框架的基础上,提出了包括驾驶员模型、轨迹跟踪控制器、驾驶权动态分配模型和车辆模型的SSC系统拓展框架。建立了驾驶员状态评估模型、车辆轨迹跟踪状态评估模型和驾驶权分配与决策模型;以驾驶员状态评估和车辆轨迹跟踪状态评估结果为决策依据,结合驾驶权分配模型计算结果,动态决策驾驶员与控制器的驾驶权分配系数。然后,考虑驾驶权分配系数和车辆模型参数的不确定性,设计了鲁棒反馈控制器。最后通过仿真验证了所提方法的有效性,仿真结果表明:所提SSC系统可以有效降低外部干扰和驾驶员误操作对车辆安全带来的影响,减小转向过程中驾驶员的驾驶负荷、心理负荷和控制器工作负荷。