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基于MATLAB的汽车ESP系统控制模型及方法研究

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基于MATLAB的汽车ESP系统控制模型及方法研究

作者：马春卉南京理工大学

学位级别：硕士

汽车电子稳定装置ESP是继汽车防抱死制动系统和汽车驱动防滑控制系统之后,汽车主动安全性的又一重大飞跃。ESP系统能根据路面状况及汽车运动状态控制车辆的运动,防止汽车操纵失控,从而更加有效地提高汽车稳定性能和行驶安全性。本文针对... 详细信息

汽车电子稳定装置ESP是继汽车防抱死制动系统和汽车驱动防滑控制系统之后,汽车主动安全性的又一重大飞跃。ESP系统能根据路面状况及汽车运动状态控制车辆的运动,防止汽车操纵失控,从而更加有效地提高汽车稳定性能和行驶安全性。本文针对ESP系统的特性,建立了合理的自由度汽车模型,并针对ESP系统的控制方法提出了以模糊控制技术为核心的三种控制方法,进行了仿真研究。本文首先阐述了汽车ESP系统的基本思想和控制原理,建立了汽车参考模型及七自由度整车模型,其中轮胎模型采用“魔术公式”。其次运用MATLAB/SIMULINK软件实现数学模型到仿真模型的转换并对其进行仿真分析验证,为控制研究提供了合理正确的模型。然后,针对汽车ESP系统的非线性时变特点,运用模糊控制原理,设计了横摆角速度反馈控制模糊控制器和质心侧偏角反馈控制模糊控制器,研究了横摆角速度反馈控制、质心侧偏角反馈控制和横摆角速度与质心侧偏角联合反馈控制方法。最后,对三种控制方法进行了仿真研究。仿真结果表明三种控制方法都可以较好地控制汽车的横摆角速度,从而提高汽车的操纵稳定性。

关键词：汽车电子稳定装置整车模型横摆角速度侧偏角模糊控制

RNA m6A去甲基化酶ALKBH5在小鼠小脑发育过程中的功能研究

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RNA m6A去甲基化酶ALKBH5在小鼠小脑发育过程中的功能研究

作者：马春卉北京协和医学院

学位级别：硕士

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是mRNA上含量最为丰富的一种可逆的化学修饰,调控了 mRNA选择性剪接、出核、翻译和降解的过程。研究发现m6A在小鼠脑中含量丰富,参与了哺乳动物的记忆形成和大脑皮质、海马的神经发育过程,且在大... 详细信息

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是mRNA上含量最为丰富的一种可逆的化学修饰,调控了 mRNA选择性剪接、出核、翻译和降解的过程。研究发现m6A在小鼠脑中含量丰富,参与了哺乳动物的记忆形成和大脑皮质、海马的神经发育过程,且在大脑皮质和小脑中有独特的甲基化模式和功能,但在小脑发育过程中的作用目前并不清楚。在本课题中,我们首先检测了 RNAm6A甲基转移酶和去甲基化酶在野生型小鼠小脑发育过程中四个时间点的表达谱,发现这些酶在小脑发育过程中表达下降,由此推断这些酶在小脑发育过程中发挥了重要的调控作用。ALKBH5是目前未在脑中有所研究报道的去甲基化酶,为了探究其在小脑发育过程中的作用,我们利用Alkbh5敲除小鼠模型进行小脑表型分析,但是与野生型小鼠相比,在Alkbh5敲除小鼠小脑中没有发现明显的差异。考虑到其中可能存在代偿作用,为了减弱代偿带来的效应,我们又利用低压低氧刺激的Alkbh5敲除小鼠模型进行了小脑表型分析,发现与野生型小鼠相比,在低压低氧刺激下,Alkbh5敲除小鼠小脑不仅体积变小,皮质结构发育也出现异常,具体表现在增殖细胞数量增多,处于细胞周期G2/M期细胞数量增多,成熟颗粒神经元数量减少,浦肯野细胞和星形胶质细胞结构紊乱。ALKBH5作为m6A的去甲基化酶,对于m6A的平衡有调控作用。为了进一步探究m6A是否参与了小脑发育过程中细胞增殖、分化的调控,对低压低氧刺激的Alkbh5敲除小鼠进行m6A-seq分析,结果发现Alkbh5敲除小鼠相比于野生型小鼠,整体甲基化水平升高,同时也有一些RNA甲基化水平下降。对甲基化异常的RNA进行功能分析发现,这些RNA在小鼠小脑发育过程中出现了过早或不及时的甲基化,其中RNA甲基化水平升高的基因富集的功能主要是代谢、转运等发生在小脑发育后期的过程,而RNA甲基化水平降低的基因参与的主要是细胞分裂、细胞周期等在小脑发育早期发挥主要作用的过程。对甲基化异常的RNA进行进一步机制上的探索,发现部分甲基化水平升高的RNA出核加快。综上所述,本课题发现ALKBH5通过改变m6A水平调控了小鼠小脑中特定类型RNA的出核从而影响了小脑发育;本课题组前期还分析了 P7、P14、P21、P60四个时间点的野生型小鼠小脑的甲基化谱,发现m6A在小脑发育过程中呈现动态变化且具有时间特异性;另外,前期还通过慢病毒原位注射小鼠小脑干扰m6A甲基转移酶METTL3表达,发现小脑的浦肯野细胞和星形胶质细胞结构发生紊乱。三部分结果揭示了m6A的平衡对小鼠小脑的正常发育至关重要,为探索m6A的生物学功能提供了新思路。

关键词： N6-甲基腺嘌呤 RNA甲基化 ALKBH5 RNA出核小脑发育

基于湿敏材料薄片的高灵敏度光纤湿度传感器研究

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基于湿敏材料薄片的高灵敏度光纤湿度传感器研究

作者：马春卉厦门大学

学位级别：硕士

环境的温湿度对社会活动和生活、工业制造、生物医疗等众多领域均具有十分重要的作用,因此,准确测量温、湿度非常重要。相对于温度测量存在多种手段和方式,湿度测量的方法较少,而且在传统的电子式湿度测量方式中,存在着受电磁干扰、在... 详细信息

环境的温湿度对社会活动和生活、工业制造、生物医疗等众多领域均具有十分重要的作用,因此,准确测量温、湿度非常重要。相对于温度测量存在多种手段和方式,湿度测量的方法较少,而且在传统的电子式湿度测量方式中,存在着受电磁干扰、在高温高压等恶劣环境中应用失效等缺点。光纤传感技术基于光纤中传输的光波特性会受被测物理量的影响而发生变化这一原理,因此,具有传感头尺寸小、无需供电、信号可远距离传输、传感信号不易受环境电磁干扰等优点。现有基于光纤光栅的湿度传感器基本上采用单端浸涂法制作,即将液态的湿敏材料涂敷在光纤光栅表面,存在涂敷厚度较薄、传感器涂敷和制作时间长、效率低、难以规模化涂敷、单端结构的传感器难以复用等问题。针对传统光纤湿敏传感器存在的问题,我们创新地提出了采用步进电机横向涂敷法,该方法能够在光纤表面大长度、大范围和光纤中间涂敷,制作的传感器便于构建多点复用的传感测量系统。针对表面涂敷法存在的涂敷层厚度薄、灵敏度低、涂敷长度受限、整体制作时间长、效率低等问题,提出将光纤光栅与湿敏材料制作的薄片直接粘贴的方法制作高灵敏度的光纤光栅湿度传感器。我们首先在理论上分析了湿敏材料薄片在不同湿度下的膨胀特性,预期采用湿敏薄片能有效提高传感器的灵敏度,然后在实验上验证了采用直接贴片法提高传感器灵敏度的可行性。这种新的湿度传感器制作方法不仅提高了传感器的湿度灵敏度,还可以增加湿度敏感光纤的长度,有利于制作大长度的模式干涉式光纤湿度传感器。同时,新的方法还大大简化了湿敏光纤的制作工艺、降低了时间成本、提高了传感器制作效率等。本文主要内容和工作有:1.采用步进电机按设定程序控制平台的横向移动,将聚酰亚胺(PI)湿敏材料均匀地涂敷在光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)表面,制作双端的光纤光栅湿度传感器。在相对湿度范围30%-90%中,传感器的湿度灵敏度可达2pm/%RH。2.通过理论仿真,分析了湿敏材料厚度与湿度灵敏系数之间的关系,并通过实验进行了验证。通过将两个同等长宽、厚度为0.1mmPI薄片与FBG粘合,制作了基于PI薄片的光纤光栅湿度传感器。在50℃温度下,相对湿度范围30%-90%中,实现了 11pm/%RH的灵敏度。贴片法制作的传感器灵敏度是涂敷法的5.5倍,实验结果与理论预期基本一致。3.由于贴片法可以更加方便地制作长度更大的少模光纤(Few-Mode Fiber,FMF)湿度传感器,且少模光纤越长,其特征波长(Critical Wavelength,CWL)与波峰距离越近,因此理论上采用本论文提出的方法可以实现灵敏度更高的湿度传感测量。我们采用具有特征波长的少模光纤,通过单模光纤(Single Mode Fiber,SMF)-少模光纤-单模光纤结构(SMF-FMF-SMF,SFS)制作了基于模式干涉大长度的光纤马赫-曾德尔干涉式湿度传感器。将PI薄片与这种SFS结构直接粘贴,制作了基于湿度敏感薄片的干涉式光纤湿度传感器。在本文实验条件和参数下,制作的基于少模光纤的相对湿度灵敏度最高可达150pm/%RH。此外,在本方案中通过分别测量传感器传输光谱不同峰值波长对湿度和温度的响应,可以根据这些系数和方程求解实现温度和湿度的同时测量。本论文提出的采用湿敏材料薄片直接粘贴光纤光栅或少模光纤制作光纤湿度传感器的新方法,具有高灵敏度、高制作效率、传感器性能稳定、重复性好等优点,在需要湿度传感和测量的多种领域有很大的应用前景。

关键词：光纤湿度传感聚酰亚胺光纤光栅少模光纤特征波长

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汽车ESP系统的建模和控制方法

南京理工大学学报 2010年第1期34卷 108-112页

作者：马春卉吴志林王良模李松焱南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 江苏海事职业技术学院船舶与港口工程系江苏南京211170 南京钟山职业技术学院机电与汽车工程系江苏南京210049

为了提高汽车操纵稳定性和行驶安全性,该文针对ESP系统的特性,采用"魔术公式"轮胎模型,建立了七自由度汽车模型,运用MATLAB/SIMULINK软件实现数学模型到仿真模型的转换并进行了仿真分析。根据ESP系统的非线性时变特性,运用模糊控制原理... 详细信息

为了提高汽车操纵稳定性和行驶安全性,该文针对ESP系统的特性,采用"魔术公式"轮胎模型,建立了七自由度汽车模型,运用MATLAB/SIMULINK软件实现数学模型到仿真模型的转换并进行了仿真分析。根据ESP系统的非线性时变特性,运用模糊控制原理,设计了以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量的参数自整定模糊PI控制器。仿真结果表明,该控制方法可以较好地控制汽车的横摆角速度,提高汽车的操纵稳定性。

关键词：电子稳定程序车辆模型横摆角速度模糊控制

基于模糊PID控制策略的ESP控制系统仿真

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江苏大学学报（自然科学版） 2011年第3期32卷 266-271页

作者：王良模安丽华吴志林马春卉李力吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室吉林长春130025 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 江苏海事职业技术学院船舶与港口工程系江苏南京211170

采用"魔术公式",建立了轮胎的纵向力和侧向力的数学模型,完整地表达了纯工况下轮胎的力学特性,研究了7自由度整车模型ESP控制系统,运用Matlab/Simulink软件建立了包括发动机、制动器、轮胎和车身等子模型的整车动力学模型,设计了模糊PI... 详细信息

采用"魔术公式",建立了轮胎的纵向力和侧向力的数学模型,完整地表达了纯工况下轮胎的力学特性,研究了7自由度整车模型ESP控制系统,运用Matlab/Simulink软件建立了包括发动机、制动器、轮胎和车身等子模型的整车动力学模型,设计了模糊PID控制系统的算法和结构,进行了ISO 3888紧急双移线等极限工况下的整车操纵稳定性仿真试验.结果表明:当横摆加速度与名义值产生偏差超过一定范围时,ESP控制系统对被控车轮进行制动,限制了质心侧偏角的增加.通过转向盘可以有效地控制汽车的侧向加速度变化,且轨迹跟随性较好,提高了汽车操纵稳定性.

关键词：电子稳定性控制系统 7自由度 PID控制魔术公式数学模型

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和长江何干

咬文嚼字 2006年第8期 11-12页

作者：马春卉

4月18日上午,湖南卫视播放由同名小说改编的电视连续剧《敌后武工队》,一道士设坛授徒传道,口中念念有词,字幕上随即出现这样一句话:“上不传父母,下不传妻子,否则必遭天堑。”毫无疑问,“天堑”应是“天谴”。

关键词：长江天谴

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现代豪华游艇的造型与舱室设计

品牌(下半月) 2010年第10期 102-103页

作者：马春卉江苏海事职业技术学院船舶与港口工程系

随着近年来现代豪华游艇的迅速增长以及人们的严格要求,游艇设计已不能仅满足于其功能上的实现,更需要注重其外形的艺术造型和舱室的人性化设计。本文从美学角度出发,研究分析了现代典型豪华游艇的造型和舱室设计。

关键词：豪华游艇造型舱室设计

RNA m6A去甲基化酶ALKBH5基因敲除对老年小鼠小脑形态和功能的影响

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中华病理学杂志 2023年第6期52卷 606-611页

作者：费祎马春卉李晴宋伟佟伟民牛亚梅中国医学科学院基础医学研究所暨北京协和医学院基础学院病理学系北京100005 中国医学科学院基础医学研究所暨北京协和医学院基础学院、医学分子生物学国家重点实验室、生物化学与分子生物学系北京100005

目的观察RNA m6A去甲基化酶ALKBH5基因敲除之后对老年小鼠小脑形态和功能的影响,探究ALKBH5在小脑退行性病变中的作用。方法免疫印迹实验检测不同年龄C57BL/6野生型小鼠(包括2月龄、6月龄、12月龄、18月龄)小脑中ALKBH5的蛋白水平。通... 详细信息

目的观察RNA m6A去甲基化酶ALKBH5基因敲除之后对老年小鼠小脑形态和功能的影响,探究ALKBH5在小脑退行性病变中的作用。方法免疫印迹实验检测不同年龄C57BL/6野生型小鼠(包括2月龄、6月龄、12月龄、18月龄)小脑中ALKBH5的蛋白水平。通过免疫组织化学实验检测中年(12月龄)及老年(18月龄)野生型小鼠和ALKBH5基因敲除(ALKBH5^(-/-))小鼠中NeuN、Calbindin-D28K、MAP2、胶质纤维酸性蛋白等蛋白的表达情况。平衡木实验和步态实验检测小鼠平衡能力以及运动协调能力。结果ALKBH5蛋白在小脑中的表达水平随着小鼠生理性衰老的进行而逐渐升高。在中年小鼠中,野生型和ALKBH5^(-/-)小鼠的体重、脑重以及小脑的形态大小没有明显差别,同时颗粒神经元、浦肯野细胞及神经元树突的形态和数量均未见明显改变。在老年小鼠中,相较于野生型小鼠,ALKBH5^(-/-)小鼠的体重、全脑重和小脑重分别下降15%、10%和21%(P<0.05)。ALKBH5在浦肯野细胞中的表达高于其他类型的神经细胞,与之对应在老年ALKBH5^(-/-)小鼠中浦肯野神经元的数量下降40%,树突的长度和密度也明显减少(P<0.01)。老年ALKBH5^(-/-)小鼠通过平衡木相较于同龄的野生型小鼠所用的时间增加70%,且出现步态不稳的情况(P<0.01)。结论RNA m6A去甲基化酶ALKBH5缺失会造成老年小鼠小脑萎缩、浦肯野神经元缺失与受损,进而损害其运动协调和平衡能力。上述结果提示RNA m6A甲基化失衡会导致小脑的神经退行性病变。

关键词：小脑浦肯野细胞 RNA m6A甲基化 ALKBH5

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基于多体动力学的ESP控制系统联合仿真

南京理工大学学报 2011年第2期35卷 213-218页

作者：王良模安丽华吴志林马春卉李力南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 汽车动态模拟国家重点实验室吉林长春130025 江苏海事职业技术学院船舶与港口工程系江苏南京211170

该文基于多体动力学软件***/Car,建立了含有防抱死制动子系统的整车动力学模型,根据汽车稳定性控制的基本原理,运用模糊控制和比例积分微分控制理论设计了电子稳定性程序(ESP)控制系统。在MATLAB/Simulink环境下,建立了ESP控制系统和车... 详细信息

该文基于多体动力学软件***/Car,建立了含有防抱死制动子系统的整车动力学模型,根据汽车稳定性控制的基本原理,运用模糊控制和比例积分微分控制理论设计了电子稳定性程序(ESP)控制系统。在MATLAB/Simulink环境下,建立了ESP控制系统和车辆动力学模型的联合仿真模型,并进行多种工况下的汽车操纵稳定性仿真试验。结果表明,所设计的ESP控制系统能有效地控制汽车的侧向加速度,且轨迹跟随性较好。

关键词：电子稳定性程序多体动力学比例积分微分控制模糊控制