检索结果-南通市图书馆

基于中心流形理论的多维耦合摆振系统稳定性分析

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机械工程学报 2023年第4期59卷 155-162页

作者：魏恒卢剑伟叶盛勇石磊合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

由于轮胎侧向力对垂向载荷的变化较为敏感,从而使得汽车簧载质量的运动对摆振的影响不容忽视。在汽车垂向运动和侧向运动之间的动力学耦合机制分析的基础上,建立多维耦合的独立悬架汽车摆振系统动力学模型。由系统微分方程组的雅克比矩... 详细信息

由于轮胎侧向力对垂向载荷的变化较为敏感,从而使得汽车簧载质量的运动对摆振的影响不容忽视。在汽车垂向运动和侧向运动之间的动力学耦合机制分析的基础上,建立多维耦合的独立悬架汽车摆振系统动力学模型。由系统微分方程组的雅克比矩阵,考察摆振系统特征值随车速的变化情况,并应用中心流形理论得到了系统的二维中心流形。此外,通过中心流形的稳定性参数,讨论系统极限环的稳定性。最后,采用数值算例对稳定性分析结果进行了验证,并考察系统参数对摆振幅值的影响,结果表明,汽车的轻量化和簧载质量质心到其侧倾轴距离的减小均有利于抑制汽车摆振,从而提高汽车行驶稳定性和安全性。

关键词：汽车摆振动力学耦合独立悬架中心流形稳定性

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混合网联环境快速路交织区交通流特性分析

东南大学学报（自然科学版） 2023年第1期53卷 156-164页

作者：张卫华刘嘉茗解立鹏丁恒合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

在混合人工驾驶车辆(human-driven vehicle, HV)与网联自动驾驶车辆(connected and autonomous vehicle, CAV)的交通流环境下,为提升快速路交织区的通行效率与行车安全性,深入分析了混合交通流的基本特性.首先,结合交织区通行能力计算模... 详细信息

在混合人工驾驶车辆(human-driven vehicle, HV)与网联自动驾驶车辆(connected and autonomous vehicle, CAV)的交通流环境下,为提升快速路交织区的通行效率与行车安全性,深入分析了混合交通流的基本特性.首先,结合交织区通行能力计算模型,研究交织区域长度、交织交通量比和CAV渗透率等因素对交织区通行能力的影响;其次,推导混合交通流基本图模型,并在不同期望车头时距和CAV渗透率下对混合交通流基本图参数进行分析;最后,通过数值仿真实验,分别探讨在由车辆换道行为所产生的单一扰动和频繁扰动条件下,混合交通流行驶速度与车头间距的时空演化规律及交通流稳定性.结果表明:CAV渗透率的提升可以提高交织区通行能力以及混合交通流交通效率;交织交通量比的减小和交织区域长度的增大可提高交织区通行能力;提升CAV渗透率可以有效提高混合交通流的稳定性,但较小的车头间距也会造成一定的安全隐患.

关键词：快速路交织区混合交通流通行能力交通基本图交通流稳定性

基于FFUKF路面附着系数估计的汽车牵引力控制

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力学学报 2022年第7期54卷 1866-1879页

作者：汪洪波王春阳高含徐世寒合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

以后驱牵引车为研究对象,设计了基于路面附着系数估计的牵引力控制系统(TCS).在路面附着系数估计方面,针对传统卡尔曼滤波难以跟踪时变非线性系统的问题,本文将模糊控制理论和衰减记忆滤波思想引入无迹卡尔曼滤波,设计一种基于模糊遗忘... 详细信息

以后驱牵引车为研究对象,设计了基于路面附着系数估计的牵引力控制系统(TCS).在路面附着系数估计方面,针对传统卡尔曼滤波难以跟踪时变非线性系统的问题,本文将模糊控制理论和衰减记忆滤波思想引入无迹卡尔曼滤波,设计一种基于模糊遗忘因子的无迹卡尔曼滤波路面附着系数估计方法,提高了算法的跟踪性能.牵引力控制包括扭矩控制和制动控制.在TCS扭矩控制方面,分别利用路面附着系数和驱动轮滑转率在目标滑转率附近时的车辆加速度计算目标基础扭矩,根据车辆行驶状态和抖振度参量,基于可拓控制理论划分经典域、可拓域和非域,通过可拓集的关联函数得到动态权重系数,将上述两种方法计算得到的目标基础扭矩进行可拓融合设计出基础扭矩.之后,以实际滑转率和目标滑转率之间的误差作为输入,采用模糊自整定PI控制器得到目标反馈扭矩.在制动控制方面,针对两种典型路面分别设计了PI控制压力和附着差压力.实车试验结果表明,基于模糊遗忘因子的无迹卡尔曼滤波算法能够更加快速地跟踪路面附着系数的变化,同时基于路面附着系数估计的TCS控制策略能够有效抑制驱动轮过度滑转,将驱动轮滑转率控制在最佳范围内,显著提高了车辆的动力性.

关键词：模糊遗忘因子无迹卡尔曼滤波路面附着系数可拓控制牵引力控制系统

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速度差影响下混合驾驶交通流动态特性分析

东南大学学报（自然科学版） 2022年第2期52卷 362-368页

作者：丁恒潘昊邸允冉郑小燕张卫华合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

为分析自动驾驶车辆(AV)与人工驾驶车辆(HV)之间存在速度差时对混合驾驶交通流动态特性的影响,选取智能驾驶员模型(IDM)和协同自适应巡航控制(CACC)模型分别对HV和AV跟驰行为进行建模,采用MOBIL换道模型对换道行为进行建模.以单向两车... 详细信息

为分析自动驾驶车辆(AV)与人工驾驶车辆(HV)之间存在速度差时对混合驾驶交通流动态特性的影响,选取智能驾驶员模型(IDM)和协同自适应巡航控制(CACC)模型分别对HV和AV跟驰行为进行建模,采用MOBIL换道模型对换道行为进行建模.以单向两车道路段为场景,仿真分析了不同AV渗透率下速度差对混合驾驶环境交通流基本图的影响,进一步从通行效率、交通安全、燃油消耗、舒适度4个方面探究速度差和渗透率对交通流动态特性的影响.研究结果表明:渗透率与速度差的增大都可以提高道路通行能力,但速度差增大所带来的影响低于渗透率;速度差主要影响低、中密度混合交通流动态特性,随速度差的增大,通行效率可以得到提升,燃油消耗会有所下降,但同时会降低交通安全性和舒适度.此外,速度差对4项指标的影响程度与渗透率紧密联系,高渗透率条件下受影响程度会显著增加.

关键词：混合驾驶环境基本图速度差渗透率

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考虑时延的信号交叉口生态驾驶控制

汽车工程 2022年第7期44卷 960-968,986页

作者：陈欣宇钱立军王其东合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

针对信号交叉口处的生态驾驶问题,本文中提出了一种考虑时变时延的鲁棒模型预测控制方法。首先给出基于交通信号灯正时信息、最优巡航车速和前车状态信息的最优目标车速计算方法,建立时变时延的离散非线性系统模型;然后利用时延的上下... 详细信息

针对信号交叉口处的生态驾驶问题,本文中提出了一种考虑时变时延的鲁棒模型预测控制方法。首先给出基于交通信号灯正时信息、最优巡航车速和前车状态信息的最优目标车速计算方法,建立时变时延的离散非线性系统模型;然后利用时延的上下界信息构造李雅普诺夫函数,利用线性矩阵不等式求解反馈控制律,保证系统的鲁棒稳定和对目标性能的优化;最后通过仿真和智能小车试验进行验证。结果表明,提出的控制方法能保证车队的安全,并提高燃油经济性和交通流畅性。

关键词：智能网联汽车生态驾驶时延

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二维忆阻材料及其阻变机理研究进展

材料导报 2022年第21期36卷 44-55页

作者：曹青熊礼苗李鹏程合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

二维材料由于具有超薄、柔性的层状结构,有望突破传统阻变材料难以降低忆阻器尺寸的限制,成为存储器、柔性电子、神经形态计算等领域的研究热点。本文从器件结构、材料种类、开关机理、电极和功能层改性等方面综述和分析了近年来二维材... 详细信息

二维材料由于具有超薄、柔性的层状结构,有望突破传统阻变材料难以降低忆阻器尺寸的限制,成为存储器、柔性电子、神经形态计算等领域的研究热点。本文从器件结构、材料种类、开关机理、电极和功能层改性等方面综述和分析了近年来二维材料基忆阻器的研究进展。“三明治”结构是忆阻器最常用的结构,通过插入调节层可提高器件稳定性;平面结构可操控性较差,但其独特的易观察性为研究忆阻器的阻变机理提供了有力工具。石墨烯及其衍生物和二硫化钼忆阻器阻变性能较好且应用广泛;二硫化钨、碲化钼、六方氮化硼、黑磷、MXene、二维钙钛矿等也逐渐被应用于忆阻器,但性能仍需优化。器件开关机制主要包括导电细丝、电荷俘获与释放、原子空位等。选择功函数合适的电极,可有效调控界面势垒和载流子输运;通过将二维材料与聚合物复合或掺杂纳米粒子,可有效降低器件的离散性。下一步应从界面性质精确控制和耐弯曲耐极端温度等方面深入研究,为新型二维材料忆阻器的工业化应用奠定基础。

关键词：忆阻器二维材料阻变机制功能层改性

视觉遮挡条件下儿童过街危险感知类型判定方法

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长安大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 123-135页

作者：冯忠祥张秀伟储灿辉合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009

为了解儿童在视觉遮挡条件下过街的视觉注意力特征,对儿童的危险感知类型进行划分,招募48名儿童完成危险感知能力测试试验,收集儿童视觉注意力特征等信息,基于危险感知效用量化方法,通过主观危险感知度和情境客观危险度量化儿童危险感... 详细信息

为了解儿童在视觉遮挡条件下过街的视觉注意力特征,对儿童的危险感知类型进行划分,招募48名儿童完成危险感知能力测试试验,收集儿童视觉注意力特征等信息,基于危险感知效用量化方法,通过主观危险感知度和情境客观危险度量化儿童危险感知效用值,借助k-means聚类方法,将儿童在视野遮挡测试情境下的288个危险感知效用值用肘部法、轮廓系数法和戴维斯-波尔丁指数法3种方法确定最佳簇数为3,因此将儿童危险感知类型划分为谨慎型、均衡型和激进型。从儿童视觉注意力特征、人口特征和道路环境特征方面选取危险感知类型特征因素,通过机器学习构建线性判别分析模型(LDA),并与随机森林、k近邻、朴素贝叶斯、BP神经网络和径向基函数神经网络5种常见的分类模型进行效果对比,将70%的数据作为训练集用于模型学习,将30%的数据作为测试集以测试模型,通过模型分类准确度和精确度、召回率、F1分数的宏观平均值比较各模型的分类性能。研究结果表明:LDA模型的分类准确率达到83.91%,模型的泛化能力最佳,最适合儿童过街危险感知判定模型的构建。研究结果对不同危险感知类型的儿童群体差异性进行了阐述,有助于了解儿童的个体差异,有望进一步指导道路安全教育的个性化和定制化发展。

关键词：交通工程儿童试验研究危险感知类型线性判别分析视野遮挡

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线控转向系统转角预测滑模控制算法研究

汽车工程 2023年第12期45卷 2200-2208页

作者：贺林徐子昂黄春荣龚超李书华石琴合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 合肥工业大学汽车智能与电动实验室合肥230009

线控转向是智能底盘的关键技术之一,转角高精度跟踪是线控转向的控制核心目标,基于混合控制理论,本文设计了一种基于扰动转矩观测的转向角跟踪预测滑模控制方法,采用滑模控制作为核心算法,以适配线控转向系统动力学中的非线性特性,采用... 详细信息

线控转向是智能底盘的关键技术之一,转角高精度跟踪是线控转向的控制核心目标,基于混合控制理论,本文设计了一种基于扰动转矩观测的转向角跟踪预测滑模控制方法,采用滑模控制作为核心算法,以适配线控转向系统动力学中的非线性特性,采用比例积分观测器估计总扰动转矩并补偿系统的不良影响,采用模型预测控制算法对滑模面参数进行优化,在装配有电机线控转向系统的实验车上对所设计的混合控制方法进行了测试和验证,实验结果表明所设计的预测滑模控制器能够实现较优的转角跟踪性能,以及比例积分观测器可以准确地估计系统总集成扰动转矩。

关键词：线控转向滑模控制模型预测控制 PI观测器滑模面参数优化扰动转矩观测

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基于层级约束的多无人车编队包含控制

汽车工程 2023年第8期45卷 1333-1342页

作者：吴其林林育明崔峥嵘赵晓敏合肥学院先进制造工程学院合肥230601 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

针对多无人系统的编队包含控制问题,本文提出一种自适应鲁棒控制方法。针对系统中的领航者层和跟随者层分别设计对应的编队、包含以及避撞行为约束,并由Udwadia-Kalaba方程求得满足约束所需的理想驱动力。通过渐亏型自适应律估计系统的... 详细信息

针对多无人系统的编队包含控制问题,本文提出一种自适应鲁棒控制方法。针对系统中的领航者层和跟随者层分别设计对应的编队、包含以及避撞行为约束,并由Udwadia-Kalaba方程求得满足约束所需的理想驱动力。通过渐亏型自适应律估计系统的不确定参数,从而补偿不确定性影响。然后,采用李雅普诺夫函数方法验证了所设计控制的稳定性。最后,数值仿真结果显示:含时变不确定性的受控系统在完成编队包含行为的同时无任何碰撞发生。

关键词：约束编队包含控制自适应鲁棒控制不确定性