卡盘测力仪及其检测系统的研制

根据化爆材料夹持力测量要求,设计了卡盘测力仪、检测系统及其软件.设计了卡爪测力仪,采用压电测力传感器进行力、电转换,并对安装压电传感器的弹性环节进行了受力分析.设计了由电荷放大器、接口电路等组成的检测系统.设计了检测系统的数据采集、处理、存储、查询、显示、打印等软件.现场实验表明,本文设计的卡盘测力仪性能稳定可靠,检测软件功能完备,人机交互界面友好,抗干扰能力强,测量精度高.     

四轮独立转向电气式同步控制方案仿真

针对无人车辆四轮独立转向过程中因不同步而产生的轮胎拖拽问题,设计了四轮独立转向系统电气式同步控制方案,建立了Simulink模型并进行了仿真分析.仿真结果表明:在给两个转向轮施加等值脉冲扰动后,其输出转速的跟踪误差系数能在短时间内趋于0;在给两个转向轮施加时长3s的等幅正弦信号扰动后,其输出转速的波动幅值为4°/s,跟踪误差系数小于6％.表明该同步控制方案具有较好的抗干扰能力和同步稳定性.     

三轴车辆全轮转向控制系统研究

以三轴全轮转向车辆为对象进行了转向控制系统分析,建立了三轴车辆转向二自由度单轨模型,利用MATLAB/Simulink,基于零质心侧偏角控制目标,分别采用定前后轮转角比控制方法和模糊控制方法进行了转向控制系统时域仿真,并与前两轴转向车辆进行了对比.结果表明:采用全轮转向技术,减少了车辆低速转向时的转向半径,提高了高速转向稳定性.     

四轮转向汽车操纵稳定性分析

建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程,对其进行系统的理论分析得出了四轮转向汽车的质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度与前轮转角的传递函数.基于某四轮转向样车,对以零质心侧偏角为控制目标的前后轮转角比例四轮转向车辆的操纵动力学进行了仿真分析,将仿真结果与前轮转向车辆进行对比,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的设计提供理论依据.     

三轴车辆全轮转向滑模控制器设计

为深入研究三轴全轮转向车辆的动力学行为,建立了考虑车轮非线性特性和车辆载荷变化的整车模型。为提高三轴全轮转向车辆的操纵稳定性,以三轴双前桥转向车辆横摆率和零质心侧偏角为理想跟踪目标,基于滑模变结构控制理论,设计了三轴车辆全轮转向滑模控制器。对比了双前桥转向车辆、零质心侧偏角比例控制全轮转向车辆和滑模控制全轮转向车辆在不同工况下的响应性能,结果表明：设计的全轮转向滑模控制器可将车辆质心侧偏角控制在较小范围,能很好地跟随车辆理想横摆角速度,同时还能够较好地抵抗侧向风和路面条件变化的干扰。为深入研究三轴全轮转向车辆的动力学行为,建立了考虑车轮非线性特性和车辆载荷变化的整车模型。为提高三轴全轮转向车辆的操纵稳定性,以三轴双前桥转向车辆横摆率和零质心侧偏角为理想跟踪目标,基于滑模变结构控制理论,设计了三轴车辆全轮转向滑模控制器。对比了双前桥转向车辆、零质心侧偏角比例控制全轮转向车辆和滑模控制全轮转向车辆在不同工况下的响应性能,结果表明：设计的全轮转向滑模控制器可将车辆质心侧偏角控制在较小范围,能很好地跟随车辆理想横摆角速度,同时还能够较好地抵抗侧向风和路面条件变化的干扰。     

炸药试件三爪卡盘机械夹紧力试验研究

利用石英压电式三相传感测力仪,建立了用于测量炸药部件的静态三爪装夹力测量系统,并利用此系统对常见的炸药材料及炸药试件进行了三爪装夹力的测量研究.通过试验,得出了常见的炸药试件的静态破坏装夹力,为炸药的实际加工提供了可信的参考数据.     

独立电驱动车辆复合转向技术研究

针对轮式6×6轮毂电机驱动车辆,提出了一种复合转向方案以及一种基于最小转向半径的差速匹配模型,并对模型进行了数值求解.基于Adams软件,建立了仿真模型,对复合转向策略进行了仿真验证.结果表明:复合转向可有效减小车辆的转向半径,改善车辆的操纵稳定性能.研究成果为独立电驱动平台控制提供参考及依据.     

化爆材料的瞬态切削温度与切削力在线实时监测

针对化爆材料切削特点,首次将薄膜式热电偶引入切削温度测量,研制出一种将切削与测温功能集成于一体的新型薄膜热电偶快速温度传感器.传感器在要求的0～600℃测温范围内具有良好的线性和热稳定性,而且响应快,时间常数小于0.8ms.该测温传感器与我所自行研制的压电式动态切削测力仪,测试软件一起构成测温、测力在线实时监测系统.本文着重介绍测试系统中温度测量部分.监测系统已安装在中国工程物理研究院并投入使用.取得了很满意的效果.     

履带车辆动态转向过程的仿真模型

本文基于履带车辆转向动力学和发动机动态工作过程，建立了履带车辆动态转向过程的仿真模型。对一台装有二级行星转向机构的履带车辆转向过程的实例仿真显示，该仿真模型可以反映车辆动态转向中主要性能参数随时间的变化历程，为履带车辆动态转向过程的研究提供理论分析依据。     

三轴全轮转向车辆水平集成控制研究

为提高三轴全轮转向车辆高速操纵稳定性,提出了全轮转向和横摆力矩的水平集成控制方法,分别设计上层协调控制器以及下层执行控制器。基于建立的18自由度车辆模型、轮胎载荷分配模型和Dugoff非线性轮胎模型,对车辆低附着路面转向和紧急避障转向工况进行了仿真研究。仿真结果表明：设计的水平集成控制器可以较为显著地提高车辆的操纵稳定性和主动安全性,能够实现对理想模型的良好跟踪。     

多轮独立电驱动车辆转向稳定性集成控制研究

为提高多轮独立电驱动车辆转向稳定性,提出一种以直接横摆力矩控制为核心的集成控制方法,分别设计直接横摆力矩上层目标跟踪控制器和下层转矩协调控制器,并对下层控制器进行多层次优化设计。采用转矩预分配、最优滑转率控制分配和补偿分配相结合的多层次分配结构,实现系统层面和单个驱动轮转矩的优化分配控制,最大限度减小横摆力矩执行误差。基于某型8轮独 立电驱动试验样车,进行低附着路面和良好路面双移线行驶试验。试验结果表明：设计的集成控制器有效提高了车辆转向的稳定性,能实现对期望转向轨迹的良好跟踪。     

六轮独立驱动滑动转向车辆运动控制算法仿真研究

依据六轮独立电驱动滑动转向车辆转向原理及车轮扭矩独立可控的特点,结合驱动力优化分配及操控稳定性问题,提出了一种运动控制算法。该算法由速度控制器,转弯控制器和轮胎力最优分配控制器组成。其中,速度控制器和转弯控制器根据车辆状态产生整车所需总的纵向力和转弯横摆力矩,轮胎力最优化分配控制器根据轮胎垂直载荷优化分配各个车轮所需的扭矩。仿真结果表明：垂直载荷较大的轮胎获得了较大的驱动扭矩,与平均分配算法相比,采用轮胎力最优化分配算法,轮胎负荷率降低了979%,提高了车辆的操控稳定性。     

基于磁通门技术的车辆导航系统

基于磁通门技术的车辆导航系统,由航向及姿态角传感器、路程发送器和计算机组成.用于测量车辆航向角、姿态角及车辆行驶距离、解算航向角及姿态角、定位车辆、管理地图和车辆位置在地图上的显示.车辆定位采用航位推算法,在已知载体初始位置坐标时,经实时采集车辆行驶方向、车体纵倾角和车体行驶距离,将短时间内载体行驶路线视为直线,将三维行驶路线投影到平面,以此确定载体在平面内的位置坐标.     

基于路面自适应的多轮轮毂电机驱动车辆驱动防滑控制

为提高多轮轮毂电机驱动车辆在不同路面行驶的动力性和操纵稳定性,提出一种具有路面识别功能的驱动防滑控制策略。分别建立整车模型、车轮受力模型及Dugoff轮胎模型,运用衰减记忆无迹卡尔曼滤波方法对路面附着系数进行估计。对传统滑模控制方法进行改进,设计模糊滑模控制器,根据路面条件调节轮胎滑转率,计算调整力矩进行车辆驱动防滑控制。利用半实物实时仿真平台开展了仿真实验。结果表明,路面自适应驱动防滑控制策略精确地辨识了典型道路的路面附着系数,迅速适应不同路面条件,减小轮胎过度滑转,有效提高了车辆驱动性能和操纵稳定性能。     

车辆转向期间的自动换档控制台架试验研究

本文讨论了装有双流传动静液转向机构的装甲车辆在转向期间实现换档的可行性 ,介绍了实现自动换档的控制策略 .台架试验研究表明 ,通过在转向期间的自动换档控制和液力变矩器解锁 ,增加了转向牵引力 ,提高了车辆转向性能     

转向减振器抑制转向轮受侧向冲击的仿真分析

该文通过对国产一种微型独立悬架汽车的转向轮受侧向冲击时转向减振器抑制冲击的效果进行了分析，建立了该车转向系的五自由度力学及数学模型。应用数值方法求解系统在冲击时的微分方程组，进行了阻尼变化及冲击变化的几种情况的仿真计算分析，得出了转向减振器抑制转向轮在受侧向冲击的几点重点结论。     

8×8分布式电驱动装甲车辆稳定性直接横摆力矩与转矩矢量控制

为提高车辆的行驶稳定性,发挥轮毂电机驱动的优势,提出一种8×8分布式电驱动轮式装甲车辆直接横摆力矩与转矩矢量控制方法。建立车辆的线性二自由度模型,求得期望横摆角速度和质心侧偏角。设计一种分层控制器：上层控制器为协调横摆角速度和质心侧偏角,采用滑模控制对两个变量的控制输出分别进行计算,并设计加权函数,得到横摆力矩输出;下层控制器将8个车 轮按轴分为4组矢量,根据横摆力矩和纵向力需求,按照转矩矢量合成的方法得到各轮转矩。实时仿真实验结果表明,该控制方法能合理分配车轮转矩,有效控制横摆角速度,提高车辆的行驶稳定性。     

车辆瞬态响应试验中转向机器人混杂控制研究

在自主设计转向机器人的基础上,结合其在车辆瞬态响应试验中的具体应用,研究其驱动单元(直流无刷电机)的控制算法.采用混杂切换控制,根据目标转角曲线的斜率切换电机的工况及对应的控制方法、换向时序.在Matlab/Simulink中建立转向机器人模型,结合CarSim模拟转向机器人,进行车辆瞬态响应试验.仿真结果表明:所采用的控制算法具有较好的控制效果,转向机器人能够完成满足试验标准要求的道路车辆瞬态响应试验.     

基于高斯混合-隐马尔可夫模型的速差转向履带车辆横向控制驾驶员模型

为解决基于离合器转向机的履带车辆在无人行驶条件下的横向控制问题,采用一种基于高斯混合-隐马尔可夫模型的统计学习方法构建驾驶员模型,以实现对驾驶员跟踪控制操控经验的表述。利用经过大量试验采集获得的经验驾驶员操控数据对模型进行训练。以基于高斯混合模型表征的车辆速度和航向偏差作为隐马尔可夫模型的观测状态参量,并利用高斯混合模型对左右操纵杆位置进行转向模式划分,以转向模式作为隐马尔可夫模型的隐藏层状态参量,通过对模型的训练最终实现对于驾驶员操控经验以及车辆特性的统计学描述。利用上述模型对跟踪控制过程中的期望转向模式进行预测分析,结果表明该模型能够较准确地对转向模式进行预测。