【摘 要】
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面向多轮分布式驱动全轮转向无人车辆,本文针对性提出并验证了一种底盘动力学集成控制系统的解耦控制器,旨在通过解耦控制来实现灵活、快速、精确的无人平台动力学性能进一步提升.首先建立了可准确反映车辆纵向-侧向-横摆-侧倾运动的车辆耦合动力学模型,结合非参数统计方法对该动力学系统的输入输出耦合特性进行了定量分析;随后,基于神经网络逆系统原理构建了解耦线性化的车辆动力学系统与解耦复合控制器,测试并成功验证了系统的解耦响应,并对所提出的控制器进行了试验验证.结果 表明,耦合动力学系统中各自由度控制子通道间因动力学耦合
【机 构】
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北京理工大学机械与车辆学院,北京 100081
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面向多轮分布式驱动全轮转向无人车辆,本文针对性提出并验证了一种底盘动力学集成控制系统的解耦控制器,旨在通过解耦控制来实现灵活、快速、精确的无人平台动力学性能进一步提升.首先建立了可准确反映车辆纵向-侧向-横摆-侧倾运动的车辆耦合动力学模型,结合非参数统计方法对该动力学系统的输入输出耦合特性进行了定量分析;随后,基于神经网络逆系统原理构建了解耦线性化的车辆动力学系统与解耦复合控制器,测试并成功验证了系统的解耦响应,并对所提出的控制器进行了试验验证.结果 表明,耦合动力学系统中各自由度控制子通道间因动力学耦合关系带来的干扰和影响得到了有效削弱,从而可实现对各子通道相对独立的控制效果,为分布式驱动无人车辆在轨迹跟踪运动过程中的高效、精准、稳定的综合动力学表现奠定了重要的平台技术和物理基础.
其他文献
为兼顾跟踪性能(即MOTA、MOTP、IDSW等指标)与跟踪速率,尤其是解决视频多目标跟踪的后处理较复杂的问题,提出了一种基于自回归查询机制的多目标跟踪方法,并基于MOT20数据集进行训练和验证,验证表明,每帧图片推理用时约44 ms,多目标跟踪准确度达58.9％.将该模型集成到智能车ROS平台进行测试,结果表明,所提算法能实现复杂交通场景下的多目标实时跟踪,算法具有很好的实际应用价值.
针对复杂环境下自动驾驶汽车环境感知的鲁棒性较低和小目标难以识别的问题,本文提出一种基于特征融合的多层次多模态融合方法.首先将图像与点云两种模态信息映射到同一维度,提取针对不同大小目标的层级特征,在此基础上进行多模态的多层次特征融合;并设计6次对比实验验证网络各模块的有效性.采用Waymo数据集结合蔚来汽车实车数据进行训练和测试,实验结果表明,该网络的检测MAP值较YOLO V3提升23.1％.
目前车载激光雷达对周围障碍物的感知与定位多基于车辆坐标系,当车辆转向避撞时,由于航向角的变化和车辆坐标系的旋转,会增加障碍物数据关联、周边车辆运动状态分析和避撞路径规划的难度.为消除车辆转向带来的不利影响,本文中基于车载激光雷达坐标系的变换,提出了一种目标障碍物的跟踪方法.首先,采用改进的K-means算法对提取的道路边界点进行聚类,拟合出道路边界线;其次,根据道路边界利用麻雀搜索算法求解车辆航向角,进而对雷达坐标系进行变换;最后,采用关联算法和粒子滤波器,实现目标障碍物的跟踪.实车试验结果表明:在车辆转
本文中提出了一种动态密封状态下的车内风噪性能区间不确定性的分析和优化方法.首先,建立整车统计能量模型,将谱分解后的风噪载荷施加至模型上,完成车内风噪计算;接着,测试密封条在不同压缩状态下的传递损失,并根据车辆行驶过程中密封条压缩量变化计算密封条传递损失的上、下界,实现不确定变量的描述;最后,基于区间摄动理论分析车内风噪声压级的变化范围,并建立稳健优化模型,对风噪声压级的中心值和摄动半径进行优化.算例计算结果显示,本文提出的方法可在保证相关零部件质量基本不变的前提下,降低车内噪声水平及其波动幅度,明显提升系
为使智能汽车在转向操控方面尽量接近人类驾驶员的转向操控水平,提出一种训练并学习熟练驾驶员行车轨迹的非线性拟合方法.基于分段多项式方法构建右转、掉头、车道保持和换道等4种典型转向工况表达模型,并结合自适应伪谱法实现分段轨迹的有效衔接.为避免传统神经网络学习算法(如BPNN)需要人为设置大量的网络训练参数,且易产生局部最优解的不足,提出了基于改进型极限学习机(ELM)的熟练驾驶员行车轨迹非线性拟合策略.引入卡尔曼滤波(KF)算法,对ELM输出权重矩阵进行滤波处理,更新阶段循环计算,实现对ELM算法的优化,提高
射流点火有助于实现稀燃,提升发动机热效率.本文中在一台多缸汽油机上安装了射流点火器,开展了基于喷射策略的射流点火燃烧优化.首先,在原机以普通火花点火运行的高效范围内确定了最低油耗工况点;然后,基于选定的工况,对比研究了单次喷射和两次喷射策略对射流点火的油耗影响,优化了两次喷射的关键参数;最后,进一步对比了采用不同喷射策略、不同点火方式的发动机燃烧及排放特性.结果 表明:相比于火花点火,射流点火可以使原机油耗降低,尤其是采用进气冲程两次喷射的策略时,最低油耗率较原机在相同工况下降低4 g·(kW·h)-1;
为了研究掺混聚甲氧基二甲醚(PODE)对混合动力柴油机瞬态排放的影响,本文基于单轴并联式混合动力试验平台,分别燃用0#柴油和PODE体积比为10％和20％的柴油/PODE掺混燃料,试验瞬态工况为柴油机转速为1900 r/min,油门从25％变化到35％,过渡时间分别为0、2和5s的瞬变工况和800 r/min拖动快速起动工况.结果 表明:恒转速变油门工况下,随着过渡时间的减小,其变化过程中的累计NOx和Soot排放峰值都有所增大,随着PODE比例的增大,Soot排放的瞬态畸变先增强后减弱.相比燃用0#柴油
为提高车流量的预测精度,本文中从外部特征、时间特征和空间特征的角度综合考虑了多因素对车流量的影响,提出了一种基于多源数据和时空预测的车流量预测方法.在外部特征方面,深入探索了日期、天气和兴趣点特征对车流量影响;在时间特征方面,提出了基于时间卷积网络(TCN)的时间序列预测框架,并以近邻周期和日周期为基线分别建立时间预测模型;在空间特征方面,提出了基于图表示学习的空间特征提取方法,实现了相邻路网节点间的空间相关性特征提取.结果 表明,与多种现有预测方法相比,该方法在提升预测精度的同时改善了中长时车流量预测性
鉴于电池的内短路是触发热失控的关键环节和快速而有效检测短路的困难,本文提出一种适合不同短路阻值的基于平均-差异模型的串联电池组短路电流估计方法.首先分析了短路电池平均-差异模型的适用性和参数校正方法,并利用迭代最小二乘和卡尔曼滤波对模型参数进行在线辨识.然后推导基于模型参数和电池端电压的短路电流估计表达式和瞬时压降与短路阻值之间的关系,并根据是否有明显瞬时压降将短路电流估计方法分为长时和短时两种.最后实验验证结果表明,该方法可以较精准地对短路电流进行估计,适用于不同阻值的短路检测.
为研究带侧翼式扩散器对汽车气动特性的影响,将其安装在CAERI Aero Model标准模型上,采用计算流体动力学(CFD)软件对不同扩散器安装角度下车辆的气动阻力和升力进行仿真,并与安装普通直板式扩散器进行对比,其中直板式扩散器某一安装角度的仿真结果通过了风洞试验的验证,以确认仿真的可靠性.仿真结果表明,带侧翼式扩散器能改变车辆底部和尾部涡结构的分布,与直板式扩散器相比,带侧翼式扩散器在不同安装角度下均能有效降低车辆的气动升力,在安装角度α=10.5°时,气动升力降低最大,达38.1％.带侧翼式扩散器能