无人驾驶越野车辆纵向速度跟踪控制试验

以无人驾驶轻型战术轮式越野车辆为平台,开展模型预测纵向速度跟踪控制实车试验研究。针对平台控制特性设计合适的下位控制器,使用Matlab/Simulink与包含气压制动系统的TruckSim车辆联合仿真初步测试系统可行性,并在沥青路和土路分别进行实车试验。试验结果表明：模型预测速度跟踪控制系统能够克服气压制动延时长、整车质量重、越野路况行驶阻力波动大等模型误差和不确定干扰,自适应调节期望加速度大小,实现不同行驶工况高精度速度跟踪。试验过程驱动/制动切换平稳、无振荡,且能够像熟练驾驶员一样充分利用发动机辅助制动,必要时既不施加电控制动,也不请求发动机输出转矩。系统使用现代车辆易于获得的车辆状态参数,便于向其他车辆移植,可作为无人车辆车体控制得力技术加以推广。     

考虑车间反应时距的汽车自适应巡航控制策略

通过引入车间反应时距的概念,使用单一控制算法实现汽车自适应巡航控制（Adaptive cruise control,ACC）。结合熟练驾驶员经验,使用车间反应时距定量描述自车何时对目标车辆做出反应,将ACC系统分为上位控制器和下位控制器,给出考虑车间反应时距的上位控制器架构,分别设计线性二次型调节器（Linear quadratic regulator,LQR）和模型预测控制器（Model predictive control,MPC）,通过MATLAB/Simulink与CarSim联合仿真初步验证系统可行性,并以乘用车辆为试验平台在平直铺装路进行实车试验。仿真及实车试验结果表明：目标车辆信息跳变、目标车辆行驶速度超过自车驾驶员设定限速时,考虑车间反应时距的LQR或MPC控制器均能有效处理复杂交通环境信息,实现自车安全、舒适行驶,有效避免模式切换过程中车辆加速度突变,提升车内乘员乘车体验。     

NEDC工况台架模拟控制方法研究

为了在传动系台架上模拟实车行驶工况,设计了基于前向模型的转速跟踪负载模拟算法。根据NEDC工况编制了适用于台架控制模型的车速历程。建立了车辆动力学模型和台架动力学模型,采用基于前向模型的转速跟踪负载模拟算法设计了台架负载模拟控制器,驾驶员模型跟踪工况车速,台架模型模拟变速器输入、输出端的动态响应。仿真结果表明,该系统能够模拟NEDC工况,转速误差控制在10r/min内,系统响应时间在0.5s内,该结果为台架控制器设计提供参考。     

基于有限状态机的差动转向无人车整车控制策略设计

在系统方案的基础上,基于分层决策思想和有限状态机理论,设计了差动转向无人车整车控制策略,包括车辆工作模式定义、各模式切换规则设计和运动控制算法设计。通过实车试验表明,所设计的控制策略能够有效地实现各模式之间的切换;通过与运动控制算法的交互,能实时、正确地响应上层行车需求,最终实现车辆的自动行驶。     

车辆悬架自适应模糊半主动振动控制系统的研究

建立了4自由度车辆半主动悬架系统模型，并采用自适应模糊控制方法对系统进行控制。通过性能仿真计算和实车道路试验，验证了自适应模糊半主动悬架系统在减少振动、提高车辆受路面激励时的舒适性方面明显优于被动悬架。     

基于磁流变减振器的汽车前悬架半主动控制研究

在磁流变减振器外特性分析基础上，设计了1／4车辆的自适应模糊控制器，提出了把1／4车辆模型的半主动控制算法应用于汽车左右前悬架独立控制的策略，并在Matlab平台上进行了仿真。选用国产某型号微型车作为试验车辆，将其被动的左右前悬架改装成磁流变半主动悬架，在多种条件下进行了实车道路试验。试验结果与仿真吻合，表明对左右前悬架进行独立半主动控制是可行的，明显提高了汽车行驶的平顺性。     

时滞半主动悬架大系统递阶控制研究

建立了含时滞半主动悬架整车数学模型,解决了传统半主动悬架整车模型无法考虑时滞的难题;设计了模糊神经网络自适应子控制策略及大系统递阶协调控制策略,开发了以ARM单片机为核心元件的半主动悬架控制器。在仿真的基础上进行了实车道路试验,结果表明,模糊神经网络自适应子系统控制器改善了车辆的局部性能,递阶控制协调了车辆的整体性能,调整了车辆行驶姿态,二者联合控制,提高了半主动悬架控制的有效性、实时性,协调了车辆安全性与平顺性之间的矛盾。研究结果为整车半主动悬架系统时滞及其控制研究提供了新的方法。     

基于多基站IMMKF-DOA辅助车辆协同定位算法研究

针对传统卡尔曼滤波算法在进行车辆实时运动过程中难以精准定位问题,提出一种基于运动状态自适应的交互多模型卡尔曼滤波(Interacting multiple model Kalman filter,IMMKF)与多基站到达方向(Direction-of-arrival,DOA)相融合进行车辆位置实时估计算法。基于无偏估计器对测量噪声协方差进行实时更新并将其嵌入标准卡尔曼滤波算法中实现自适应交互多模型卡尔曼滤波。针对车辆不同运动状态及动态行驶环境对车辆定位估计精度的影响,构建自适应交互多模型卡尔曼滤波器与多基站信息融合算法进行车辆位置实时估计,考虑不同车速与不同基站数等行驶工况下车辆定位精度的变化趋势,实现车辆实时位置的准确估计。利用PreScan-Simulink联合仿真平台进行虚拟仿真验证和实车试验验证。结果表明,基于交互多模型卡尔曼滤波与到达方向角的融合算法相对标准的卡尔曼滤波估计精度高,较好地改善了传统单一模型的卡尔曼滤波算法在进行车辆实时运动状态估计过程中精准定位问题,实车试验验证了提出算法对车辆定位精度较传统卡尔曼滤波算法的精度提高了一个数量级,实现了更精确的车辆位置估计。     

履带车辆磁流变阻尼器动力学模拟实验台研究

基于磁流变液(M RF)构造出的半主动悬挂系统可以用于对车辆振动的实时控制,半主动悬挂系统模拟实验台是实行实车动力学分析进而实现上述目标的基础性设备。首先,按照相似定理,进行了履带车辆磁流变液半主动悬挂系统动力学模拟实验的台架设计,实现了动力学模拟;进而,结合履带车辆行驶的典型越野路面,提出一种路面激励输入设计方案;最后叙述了基于L abV IEW虚拟仪器的磁流变振动实验台状态监测系统的构成。     

汽车稳定性多控制工况设计及其切换机制研究

从人、车与路闭环系统快速实现驾驶员操纵意图角度出发,在现有汽车稳定性控制系统多采用车辆2自由度参考模型的基础上引入驾驶员施加的转向盘转动角速度参数,更为全面地描述驾驶员转向的急迫程度和车辆转向运动趋势,进而考虑当前时刻及前一状态车辆不足或过度转向趋势,针对车辆不足转向、过度转向和反向转向等典型行驶工况设计出16种单轮优选控制工况和16种多轮优选控制工况及其切换机制,实施冬夏季的实车场地试验测试。场地试验表明,提出的多控制工况及切换机制在保障车辆稳定性的前提下,提高了汽车稳定性控制系统对驾驶员行驶意图改变时车辆的快速响应性能。     

基于Jini的CAN总线自适应车载网络的设计与研究

汽车电子网络化作为汽车领域发展的重要趋势,研究如何构建高效的汽车电子网络对于新一代汽车性能的提高具有重大的影响。针对这一问题,将基于Java的新型构建分布式系统技术(Jini)与控制器局域网(CAN)总线技术相结合,在传统CAN总线车载网络基础上设计了一个基于Jini的CAN总线自适应车载网络模型,并对其关键技术的实现进行了详细阐述。研究结果表明,利用Jini技术可以快速配置分布式计算环境,灵活地增加相应的实体节点,使汽车电子网络的容错性、自配置性、灵活性等自适应特征得到加强。     

Automobile light control system based on CAN bus and contactless switch

为满足现代汽车控制系统需要,实现汽车灯光控制系统的实时性、可靠性,结合CAN总线和霍尔开关设计了无触点开关控制的汽车灯光控制系统。本系统以飞思卡尔MC9S08DZ60为主控芯片、英飞凌BTS系列为车灯驱动芯片,实现了开关量信号的采集,利用CAN总线实现各个节点之间的通信,进而实现对车灯的控制,方案的可行性和可靠性得到了验证。     

基于汽车电子网络的CAN总线简化型混合调度算法

现有的控制器局域网（CAN）总线调度算法性能不能很好地满足汽车电子网络化发展的需要,针对这一问题,首先分析了现有CAN总线网络节点消息优先级调度算法的优缺点,然后针对CAN总线网络在汽车电子控制网络系统中的特点,在混合调度（MTS）算法的基础上提出了一种简化型混合调度（EMTS）算法。仿真实验结果表明,该简化算法能达到原算法的性能,在节点消息截止期相近的情况下,其调度性能比MTS算法有所提高。     

8051 IP 核与 CAN IP 核的接口技术

利用SOPC技术,将8051 IP核与CAN IP核有机融合,提出了一种创新型的控制器局域网（ CAN）节点设计方案。介绍了如何使用硬件描述语言（ HDL）实例化8051 IP 核和CAN IP核,描述了这两个软核的接口类型及它们之间的握手细节。编写测试程序,综合整个工程,并将生成的工程代码下载至FPGA运行。结果表明：使用SOPC技术设计的CAN节点通信良好,利用可重配置的IP核技术,可以实现更加复杂的功能,系统的设计也会更加灵活、稳定、可靠。     

基于量子框架（QF）的多总线交换机的设计

汽车多总线技术的飞速发展虽然很大程度上提升了汽车性能,但却不利于汽车内部不同网络系统开放性,系统的扩展及裁剪都比较困难。文章提出基于量子框架来设计多总线交换机。首先介绍了量子框架的基本特点及其运行机制,然后分析了基于CAN／LIN／FlexRay的多总线交换机的工作过程。建立了一个基于量子框架的多总线交换机状态机模型,将整个系统分解为3个相互独立的活动对象,运行在量子框架提供的软件总线上,顺利实现不同网络的数据通信,提高了软件设计效率以及系统的可维护性。     

基于MC908AZ60的CAN总线式汽车行驶记录仪的应用研究

介绍一种在已具有CAN总线网络的汽车上,使用了一个以CAN节点为基础进行设计的汽车行驶记录仪,可以降低汽车行驶记录仪的开发和生产的成本,而且安装简便,具有很好的可移植性。     

基于CAN总线网络的蓄电池参数巡检系统设计

针对大量蓄电池参数的实时检测要求,对基于控制器局域网(CAN)总线的蓄电池巡检系统(IMS)进行了深入研究,选用集成CAN控制器的PIC18F458作为数据采集模块的MCU进行电路设计,对系统核心电路和电压、电流及电解液液位信号采集处理电路及程序设计问题进行了全面论述,根据使用要求优化了上位主机和CAN通讯卡的选型和系统集成,完成了巡检系统样机设计和功能调试。试验过程中构建了双通道5节点网络。样机试验和测试结果表明,所提出的设计思路和方法可行,易于扩展,调试维护简单,并具有良好的工程适用性。     

基于CAN总线的物体倾角系统研究

针对动力机械倾角的测量问题,利用微机电系统(MEMS)加速度计ADXL202E拾取物体倾角信号。利用独立控制器局域网络(CAN)控制器SJA1000和驱动器TJA1050T实现了倾角信号的CAN总线传输。给出了测量系统的硬件电路和软件设计流程,对实验结果进行了分析。实验结果表明,该倾角系统具有较高的分辨力,俯仰角精度在正负0.6°之内,滚转角在不大于60°时精度在正负0.5°之内。     

汽车自适应前照灯系统的方案设计

针对汽车自适应前照明系统(Adaptive Front-lighting System,AFS)的发展背景,在此基础上详细介绍了汽车前照明系统的工作模式,给出了系统所实现的功能及工作原理,并详细阐述系统工作的理论基础.根据系统的工作要求,对所用传感器进行了选择,并详细解释选择各型号传感器的原因,且对外围电路进行了简单的...     

电动汽车用混合励磁电机数字驱动系统的研究

针对电动汽车对电机驱动系统具有较高转速、转矩特性的要求,设计出了基于混合励磁电机的电动汽车驱动系统。分析了混合励磁电机的优势并在此基础上提出了相应的控制策略,着重介绍了系统的硬、软件实现方案。整个电动汽车电机驱动系统采用转速、电流双闭环控制,以TMS320F2812型DSP作为核心控制器件,包括主电路功率模块、系统安全保护模块、CAN通信模块等部分,最后通过实验验证了系统的可行性与优越性。