摘要：研究动态环境下的自动驾驶车辆换道避障模型预测轨迹规划。首先定义坐标系及动态换道避障场景,确定车辆换道避障轨迹规划的行驶约束条件,搭建被控车辆和障碍物车辆模型;然后设计自适应分段贝塞尔曲线拟合算法用以拟合换道避障轨迹规划的离散点序列;进一步采用模型预测控制算法,设计自动驾驶车辆换道避障轨迹规划方法。最后,对动态环境下自动驾驶车辆换道避障模型预测轨迹规划进行仿真分析,结果表明:本文的换道避障轨迹规划方案能够使被控车辆在动态环境下完成障碍物的规避并保持稳定状态;所设计的自适应分段贝塞尔曲线拟合算法拟合轨迹连续且光滑,换道避障轨迹规划提供的离散点序列与贝塞尔曲线对应点的拟合残差保持在设定阈值内。

摘要：本文中将机械创新性设计方法应用于单电机并联混合动力传动系统的结构分析,以拓展混合动力汽车传动系统的结构。首先分析两种具有代表性的单电机并联混合动力汽车的传动结构,得到其机械拓扑结构。通过机械创新性设计方法,应用一般化规则得到机械拓扑结构的运动链,根据其运动链构件和运动副的数目得到一般化运动链。采用特定化程序,从一般化运动链图找出满足设计约束的可行特定化运动链图谱,除去同构类型后得到12种可行特定化运动链,利用具体化规则转换为相应的行星轮系的机构简图。通过动力输入输出分配与运行模式分析,最终获得132种单电机并联混合动力汽车传动系统的可行结构。选取其中一种新构型,分析其6种基本运行模式下的能量流动,得到15种离合器与制动器的状态组合,验证了将机械创新方法应用于混合动力传动系统结构设计的可行性。

摘要：为改善传统等效燃油消耗最低策略(ECMS)在真实复杂路况下的控制效果,以并联混合动力汽车为研究对象,提出了一种依据工况变化在线调整等效因子的自适应等效燃油消耗最低(A-ECMS)控制策略。首先,提取差异化显著的工况特征参数,采用聚类分析方法来完成工况分类,构建典型工况库,计算出各典型工况对应的最优等效因子;然后,采用学习向量量化(LVQ)神经网络设计了工况识别器,经充分训练后识别器准确率达到98.8%;最后,在线采集选定的车辆行驶特征参数,将当前实际工况识别为典型工况库中某一种,采用对应典型工况下的最优等效因子作为当前优化输入,建立了基于工况识别的A-ECMS控制策略。仿真结果表明:与ECMS相比,在单一给定工况下,A-ECMS燃油经济性降低了0.8%,而电池组荷电状态(SOC)提高了0.13%,能取得近似优化效果;在多工况联合工况下,燃油经济性提高了4.18%,且SOC波动减小了43.26%,证明了A-ECMS控制策略的优越性。

摘要：为提高智能电动汽车(IEV)轨迹跟踪精度和稳定性,提出了一种考虑前馈控制和转角补偿的线性二次调节器(LQR)—双比例-积分-微分(PID)横纵向协同控制方法。设计了LQR横向控制器、前轮转角补偿控制、纵向双PID控制器,得到驱动或制动力输出到车辆模型。在Carsim和Matlab/Simulink环境下搭建了系统的联合仿真模型,在不同场景下进行仿真验证。结果表明:在中低速大转角和高速小转角场景下进行泊车模拟实验和在高速情况下进行驶入变道模拟实验中,最大横向跟踪误差不超过5 cm,最大航向偏差不超过50 mrad,前轮转角以及横摆角速度均变化平稳,没有出现抖动现象。因此,该控制器可保证较高的轨迹跟踪精度,在轨迹跟踪时能保证较好的稳定性和鲁棒性。

摘要：本文中以具有发动机、ISG电机和轮毂电机多个动力源的四轮驱动混合动力汽车为研究对象,依据驱动轮的滑模变结构控制算法,制定了目标驱动转矩控制策略。同时,基于模糊控制算法制定了各动力源的转矩协调分配控制策略,并对模糊推理器输出的各转矩进行了修正。在Matlab/Simulink环境下对所设计的控制策略进行了离线仿真。结果表明,在棋盘路面工况下,所设计的控制策略能有效抑制各驱动轮过度滑转,提高了混合动力汽车的动力性和行驶稳定性,改善其燃油经济性。

摘要：为了提高自动驾驶汽车在各种干扰因素下轨迹跟踪控制的鲁棒性,提出了一种改进滑模控制的鲁棒控制器。通过采用时变误差模型来设计滑模面,而不是恒定滑模面,进而缩短滑模控制器到达滑动阶段的时间。利用了MATLAB对改进后的滑模控制器,进行了滑模面仿真、变道工况仿真以及超车工况仿真,并与未改进的滑模控制器进行了对比。结果表明:改进后的滑模控制器到达滑动阶段的时间减少了33.10%;在变道仿真工况中鲁棒性提高了7.44%;在超车仿真工况中鲁棒性提高了10.45%。因而,在自动驾驶汽车轨迹跟踪控制研究中,该控制器可以提升控制鲁棒性。

摘要：为了解决现有驱动防滑控制(ASR)策略响应慢、鲁棒性差的问题,提出一种利用扰动极值搜索算法估计动态路面附着系数的车辆驱动防滑控制策略.搭建车辆动力学系统模型,采用扰动极值搜索算法,自动搜索路面附着系数-滑移率曲线的极大值点,并设计一种踏板信号前馈控制与滑移率负反馈校正的动态驱动防滑控制策略,将车轮滑移率控制在附着系数-滑移率曲线附着系数极大值对应的滑移率处.结果表明:采用扰动极值搜索算法估计路面附着系数的驱动防滑控制策略能够在0.4 s将轮胎滑移率、附着系数和车辆加速度控制在最优滑移率、最优附着系数和稳定车辆加速度较小的邻域内,比门限值ASR控制快0.8 s.

摘要：针对目前车辆路径跟踪控制大多集中于跟踪的精确性,却忽略车辆行驶稳定性的问题,提出一种考虑车辆稳定性的模型预测路径跟踪方法.首先,以简化后的车辆动力学模型为基础,推导线性时变路径跟踪预测模型,增添表征车辆稳定性的质心侧偏角等约束条件;然后,对二次规划进行求解,添加向量松弛因子解决计算中出现的无解问题;最后,通过Carsim和Matlab/Simulink联合仿真对文中方法进行验证.仿真结果表明:基于文中所提方法设计的控制器能够在不同车速、不同附着系数下,保证跟踪参考路径较为精确的同时,还可以保证车辆的稳定性.

摘要：主梁作为双梁桥式起重机金属结构中的主要构件,它的重量在整个系统中占很大比例,过多的自重会增加企业的制造成本,在满足性能的情况下造成资源浪费。为了减轻主梁的重量,分析了主梁的重量与主梁横截面面积的关系,建立了起重机主梁的数学模型。利用遗传算法中的遗传算子来解决主梁优化中引力搜索算法容易陷入局部最优解,收敛速度慢的问题,提高了引力搜索算法的性能。优化结果表明,混合了引力搜索的遗传算法的收敛速度比标准的引力搜索算法优化率提高约3.93%左右。改进的算法使目标函数的横截面积从初始数据减少了约12.35%,并且优化分析结果符合设计标准。采用混合GSA-GA优化算法对起重机主梁在实际工程设计中具有重要的指导意义。

摘要：针对传统内燃机水温控制系统不能准确、快速、稳定地调节发动机水温的问题,在Simulink环境下设计了模糊控制器,建立了基于模糊比例-积分-微分(PID)控制的冷却水系统的仿真模型,对使用模糊PID控制的电子节温器与传统机械节温器进行油耗对比试验。仿真及试验结果显示:采用模糊PID控制系统比传统PID控制效果更佳,能减少水温的超调及系统调控的时间。使用模糊PID控制的电子节温器能提高发动机工作时的水温且能有效控制水温的波动,减少风扇开启时间。发动机水温升高能降低发动机的油耗,在新欧洲行驶循环(NEDC)工况下,其节油效率为0.7%;低速小负荷稳态工况下,其节油效率最高可达4.7%。