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人-车-路闭环系统操纵稳定性的模糊评价及其仿真

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机械工程学报 2002年第11期38卷 75-79页

作者：孔繁森郭孔辉孙光升宗长富吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室长春130025

在人-车-路闭环操纵稳定性评价指标中引入内含“人的思维模糊性”的数量化方法。首先引入主观因素——驾驶员对有效视程的模糊认识,随后进行客观的分析与推理,最后给出了由于驾驶员对视距的模糊估计而导致的对操纵稳定性评价的分布区间... 详细信息

在人-车-路闭环操纵稳定性评价指标中引入内含“人的思维模糊性”的数量化方法。首先引入主观因素——驾驶员对有效视程的模糊认识,随后进行客观的分析与推理,最后给出了由于驾驶员对视距的模糊估计而导致的对操纵稳定性评价的分布区间及评价指标可能性分布的显表达式。在理论分析的基础上,进行了仿真与优化试验分析,仿真与优化试验的结果表明,对有效视程“较大”的置信度大时,侧向位移响应的模糊分布区间上下确界明显,且上下确界对预期轨迹的跟随性都较好。当置信度小时,侧向位移响应的模糊分布区间上下确界存在交叉点,上界,即有效视程“大”,对预期轨迹的跟随性好,下界,即有效视程“小”,对预期轨迹的跟随性差。解决了由于驾驶员对有效视程认识上的个体差异而导致的对同一辆车操纵性主客观评价分散性的数学描述问题。

关键词：人-车-路闭环系统操纵稳定性模糊评价仿真

人-车-路闭环系统中的双离合器式自动变速器车辆换挡规律

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汽车技术 2014年第7期 18-23页

作者：孙贤安吴光强姜超焦伟上海汽车集团股份有限公司同济大学

结合不同驾驶员意图、整车质量参数和道路状况,制定了人-车-路闭环系统中双离合器式自动变速器车辆的修正型换挡规律。对修正型换挡规律下的系统进行仿真研究表明,该规律有助于消除频繁升降挡现象。基于xPC平台,建立了干式双离合器式自... 详细信息

结合不同驾驶员意图、整车质量参数和道路状况,制定了人-车-路闭环系统中双离合器式自动变速器车辆的修正型换挡规律。对修正型换挡规律下的系统进行仿真研究表明,该规律有助于消除频繁升降挡现象。基于xPC平台,建立了干式双离合器式自动变速器控制系统的硬件在环仿真试验台。结合复杂路面,采用比例-积分-微分控制器,针对普通和修正型换挡规律两种情况分别进行硬件在环仿真,结果验证了修正型规律有效性,有助于减少作动器的动作次数。

关键词：双离合器式自动变速器人-车-路闭环系统换挡规律硬件在环仿真PID控制器

基于人-车-路闭环系统的路径跟踪模型预测控制

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重庆理工大学学报（自然科学） 2020年第5期34卷 35-42页

作者：葛召浩赵又群林棻闫茜南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为提高人-车-路闭环系统的路径跟踪能力以及操纵稳定性能,利用Matlab/Simulink软件,搭建了3自由度汽车动力学模型以及基于车辆侧向加速度反馈修正的预瞄驾驶员模型,并与Carsim模型进行对比验证,检验了上述模型的正确性;根据模型预测控... 详细信息

为提高人-车-路闭环系统的路径跟踪能力以及操纵稳定性能,利用Matlab/Simulink软件,搭建了3自由度汽车动力学模型以及基于车辆侧向加速度反馈修正的预瞄驾驶员模型,并与Carsim模型进行对比验证,检验了上述模型的正确性;根据模型预测控制理论,搭建了基于主动转向的路径跟踪模型预测控制器,采用双移线路径作为仿真工况,分别在有/无模型预测控制的情形下进行了仿真。结果表明:该模型预测控制器可将路径跟踪的误差均值控制在0.1m以内,将瞬态误差极值降低50%左右,并消除了路径跟踪后期的震荡现象;此外,可保持汽车侧向加速度、横摆角速度值等操纵稳定性指标在合理范围之内。研究结果可为智能汽车的人-机共驾研究以及无人驾驶方向的进一步研究提供参考。

关键词：模型预测控制路径跟踪人-车-路闭环系统主动转向

组合遗传算法在人-车-路闭环系统综合评价优化设计上的应用

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中国机械工程 2001年第7期12卷 804-807页

作者：郭孔辉陈明岚宗长富吉林大学长春市130025 吉林大学汽车学院

针对人 -车 -路闭环系统综合评价方程的复杂性 ,提出一种快速的优化算法称为组合遗传算法 ,该方法结合了遗传算法、进化策略和模拟退火算法的优点 ,利用该思想编制的程序能够很快地得到满意的结果 ,并且为高自由度的人 -车 -路闭环系统... 详细信息

针对人 -车 -路闭环系统综合评价方程的复杂性 ,提出一种快速的优化算法称为组合遗传算法 ,该方法结合了遗传算法、进化策略和模拟退火算法的优点 ,利用该思想编制的程序能够很快地得到满意的结果 ,并且为高自由度的人 -车 -路闭环系统模型的综合评价提供了方法。

关键词：操纵稳定性仿真算子组合遗传算法人-车-路闭环系统优化设计交通事故综合评价

一种极限工况下人-车-路闭环系统纵横向协同控制方法

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一种极限工况下人-车-路闭环系统纵横向协同控制方法

作者：葛召浩南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着社会经济发展,车辆日益普及成为人们常见的出行工具,同时驾驶员的数量也迅速增长,然而存在部分驾驶员由于经验不足,在极限工况下不能及时、有效地对车辆施加正确控制,造成了严重的交通事故。得益于车辆控制技术的快速发展,越来越多... 详细信息

随着社会经济发展,车辆日益普及成为人们常见的出行工具,同时驾驶员的数量也迅速增长,然而存在部分驾驶员由于经验不足,在极限工况下不能及时、有效地对车辆施加正确控制,造成了严重的交通事故。得益于车辆控制技术的快速发展,越来越多的车辆配备了智能控制系统,一方面降低了驾驶员的驾驶负担,另一方面又提高了车辆的综合性能。本文以人-车-路闭环系统为研究对象,主要关注人-车-路闭环系统在极限工况下的路径跟踪及稳定性能。在Matlab/Simulink软件中搭建了人-车-路闭环系统模型,并利用Carsim软件进行仿真对比,验证了该模型的准确性;基于模型预测控制原理,建立了路径跟踪控制器,通过驾驶权重系数的在线调节对驾驶员进行辅助,提高人-车-路闭环系统的路径跟踪精度;利用改进灰狼优化算法建立车辆纵横向协同控制器,通过车辆纵向速度与前轮转角的协同控制提高极限工况下车辆的稳定性;考虑驾驶员在内的闭环极限工况,结合路径跟踪控制器与纵横向协同控制器,使车辆能够以安全稳定的状态在高速下进行路径跟踪。主要研究内容包括以下几方面:（1）对人-车-路闭环系统模型进行研究。在预瞄-跟随驾驶员模型的基础上进行改进,提出可变预瞄时间的驾驶员模型,搭建了基于魔术公式轮胎模型的四自由度车辆动力学模型,构造了人-车-路闭环系统,在单移线道路工况下进行仿真并与Carsim软件进行了对比验证。（2）对人-车-路闭环系统的路径跟踪控制方法进行了研究。针对驾驶员模型跟踪路径时的精度不高、鲁棒性较差的问题,建立了基于模型预测控制的路径跟踪控制器,并通过模糊控制进行驾驶员-车辆路径跟踪控制器驾驶权重系数的在线调节,以人-车协同的控制方法提高人-车-路闭环系统的路径跟踪性能。（3）对开环极限工况下的车辆纵横向协同控制方法进行了研究。针对开环极限工况下车辆容易失稳的问题,选定车辆横向载荷转移率、横摆角速度为稳定性评价指标,设计了基于改进灰狼优化算法的纵横向协同控制器,以车辆纵向速度、前轮转角为控制量,在Fish-Hook工况及Double-Lane-Change工况下进行仿真,有效提高了开环极限工况下的车辆稳定性。（4）对闭环极限下的人-车-路闭环系统纵横向协同控制系统进行了研究。针对驾驶员在高速时进行路径跟踪会出现车辆稳定性较差的问题,制定了基于人-车-路闭环系统的车辆纵横向协同控制策略,当人-车-路闭环系统运行在闭环极限工况时,将车辆的驾驶控制权移交给车辆控制器,结合路径跟踪控制器与纵横向协同控制器,保证车辆以较高的稳定性跟踪期望路径。

关键词：人-车-路闭环系统极限工况路径跟踪纵横向协同控制模型预测控制灰狼优化算法

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基于视觉特性的驾驶人预瞄时间建模

中国公路学报 2018年第5期31卷 160-166页

作者：郑雪莲李显生任园园邢大伟严佳晖赵起超吉林大学交通学院吉林长春130022 吉林省高速公路管理局吉林长春130022 三菱电机(中国)有限公司上海分公司上海200050 北京津发科技股份有限公司北京100085

针对固定时长的预瞄时间无法真实反映驾驶人预瞄行为的问题,首先对自由流条件下的驾驶人视觉特性进行研究,得到直行路段驾驶人注视点多分布在车道中央、弯道路段驾驶人注视点多分布在内侧边缘线附近且视线近似与内侧边缘线相切的结论;... 详细信息

针对固定时长的预瞄时间无法真实反映驾驶人预瞄行为的问题,首先对自由流条件下的驾驶人视觉特性进行研究,得到直行路段驾驶人注视点多分布在车道中央、弯道路段驾驶人注视点多分布在内侧边缘线附近且视线近似与内侧边缘线相切的结论;在此基础上,探究直行和弯道路段驾驶人预瞄时间的求解方法,并借助驾驶模拟器进行试验,获得了17位驾驶人的预瞄时间。由于预瞄时间的原始数据分布离散程度高,难以直观地体现其随道路线形的变化规律,因而对预瞄时间随道路线形的分布特征进行研究,利用分组求中位数的方法进行数据处理,最终构建预瞄时间关于道路线形的分段线性函数和非线性指数函数。最后,通过数值仿真研究不同类型的预瞄时间(固定时长的预瞄时间、分段线性函数预瞄时间及指数函数预瞄时间)对人-车-路闭环系统动力学特性的影响。研究结果表明:驾驶人预瞄特性会对车辆的轨迹跟随和车道保持绩效产生重要影响;在闭环系统中使用随道路线形变化的预瞄时间可以显著提高车辆的轨迹跟随绩效,确保车辆在指定车道内行驶;驾驶人对道路环境的感知具有自适应性,通过其视觉特性可准确感知环境变化,并据此调整决策目标及其操纵特性。

关键词：交通工程驾驶人预瞄时间模拟驾驶试验视觉特性注视点分布人-车-路闭环系统

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高速电驱动履带车辆操纵特性分析

兵工学报 2023年第1期44卷 203-213页

作者：袁艺盖江涛周广明高秀才李训明马长军中国北方车辆研究所北京100072 车辆传动重点实验室北京100072 陆军装备部驻北京地区第六军事代表室北京100072

为了奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,进行了高速电驱动履带车辆开环操纵特性分析及高速电驱动履带车辆横摆运动响应试验,并在此基础上完成了基于人-车-路闭环系统的电驱动履带车辆操纵特性分析。研究结果表明:车... 详细信息

为了奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,进行了高速电驱动履带车辆开环操纵特性分析及高速电驱动履带车辆横摆运动响应试验,并在此基础上完成了基于人-车-路闭环系统的电驱动履带车辆操纵特性分析。研究结果表明:车速越高,横摆角速度稳定值越小;路面条件越好,车辆横摆角速度响应越快;当考虑电驱动车辆的动态响应特性后,保证闭环系统稳定的驾驶员预瞄时间需要增大,驾驶员最短反应滞后时间缩短;驱动电机响应速度越快,使系统稳定的最小预瞄时间越大。

关键词：电驱动履带车辆高速履带车辆操纵特性横摆运动人-车-路闭环系统

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履带式推土机的模糊智能换挡策略

同济大学学报（自然科学版） 2001年第9期29卷 1050-1053,1065页

作者：卢新田同济大学机械工程系上海200092

提出综合利用车辆运行状态参数、路面状况和驾驶员操纵信息的人 -车 -路闭环系统 ,建立适用于工程车辆的模糊换挡控制策略的观点 .建立了车辆在平直道路上、转向制动工况、作业工况和在坡路上的换挡策略 ,在此基础上提出推土机的模糊智... 详细信息

提出综合利用车辆运行状态参数、路面状况和驾驶员操纵信息的人 -车 -路闭环系统 ,建立适用于工程车辆的模糊换挡控制策略的观点 .建立了车辆在平直道路上、转向制动工况、作业工况和在坡路上的换挡策略 ,在此基础上提出推土机的模糊智能换挡策略 .通过仿真模型验证了在典型工况下车辆所受外界阻力、发动机转速、车速、液力变矩器输出转速和挡位的变化情况。

关键词：履带式推土机换档策略模糊智能控制工程车辆换挡原则人-车-路闭环系统

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基于人-车-路的类菱形车侧向动力学分析

湖南科技大学学报（自然科学版） 2014年第4期29卷 12-17页

作者：查云飞毛建中福建工程学院机械与汽车工程学院福建福州350118 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

车辆在高速行驶时,驾驶员和道路环境对车辆的操纵稳定性会有很大影响.考虑驾驶员特性和道路特性的人—车—路闭环系统更能评价车辆的操纵稳定性,采用"单点预瞄最优曲率"驾驶员模型和蛇行道路模型,在类菱形车二自由度模型的基础上构建了... 详细信息

车辆在高速行驶时,驾驶员和道路环境对车辆的操纵稳定性会有很大影响.考虑驾驶员特性和道路特性的人—车—路闭环系统更能评价车辆的操纵稳定性,采用"单点预瞄最优曲率"驾驶员模型和蛇行道路模型,在类菱形车二自由度模型的基础上构建了类菱形车闭环系统并进行了仿真分析.通过蛇行试验验证了类菱形车良好的操纵稳定性,并将试验结果与仿真结果进行了对比分析,分析表明,模型仿真结果与试验结果具有很好的一致性.

关键词：类菱形车人-车-路闭环系统操纵稳定性蛇行试验