融合前馈及状态反馈的智能汽车模型预测控制

针对具有动力学约束的智能汽车路径精确跟踪问题,提出了一种融合前馈及状态反馈的模型预测控制(model predictive control,MPC)方法.首先,根据车辆二自由度模型建立MPC路径跟踪基础模型,然后考虑基础模型中道路曲率变化对系统产生的已建模稳态扰动,设计前馈控制器(feed-forward control,FFC)进行消除;并进一步采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制器进行系统误差状态反馈调节;最终形成融合前馈及状态反馈转角输入的模型预测最优调节控制律(MPC-FF-PID).最后基于MATLAB/Simulink和Carsim平台证实所提算法的有效性,并基于智能驾驶实车平台在园区低速场景下进行实车测试,最大横向和航向误差分别为0.128 7 m和0.063 9 rad,表明本文算法具备更高的跟踪精度及安全性.

某商用车怠速油底壳异响问题分析

针对产品开发过程中某柴油车型发动机油底壳怠速时“呜呜”异响问题,通过噪声与振动的测试及仿真分析,对油底壳异响原因进行分析。结果表明,怠速时机油泵的工作激励频率与油底壳模态频率耦合,形成“呜呜”声,并通过油底壳表面辐射出来。进一步实验研究表明,随着机油温度的升高,机油泵功率、工作激励幅值会逐步减小,异响逐步减小。同时实验研究表明,机油量对油底壳模态频率有影响,油底壳内机油加注量越多,油底壳模态频率越低,油底壳表面振动幅值及异响均逐步减小。针对该异响问题,明确该发动机机油加注上限及下限时油底壳对应频率范围后,通过优化怠速转速,提高油底壳模态频率等使机油泵激励频率与油底壳模态频率避频,解决了该异响问题。

振动噪声等高图的电驱动桥噪声预测及优化

在项目开发前期通过优化电驱动桥扭矩特性的设计,可以规避噪声大问题。根据电驱动桥台架在对应扭矩下的振动噪声特性,提出了一套稳定高效的测试流程和分析方法。首先设计了一套完整的试验流程,制定了精准的数据分析方法。然后绘制出能够全面反映电驱动桥振动噪声特性的等高图。最后利用电驱动桥台架的振动噪声等高图,准确评估电驱动桥加速工况下振动噪声风险,为主机厂和电驱动桥零部件企业提供电驱动桥扭矩特性设计前期指导。利用该方法成功识别到某电驱动桥匀速及加速工况下电机及齿轮的啸叫问题。通过优化电驱动桥扭矩特性设计,电机48阶噪声峰值降低了8.5 dB(A),确认该方法准确可靠,具备推广应用价值。

基于改进遗传算法的微型电动车轮毂电机优化设计

为了获得高效率和低成本的微型电动车轮毂电机,优化设计一种新型驱动轮毂电机。介绍简单遗传算法和模式搜索法在驱动轮毂电机优化设计中的应用,针对它们优化设计效果不显著的缺点,提出一种改进的遗传算法。在对微型电动车轮毂电机进行研究的基础上,针对驱动轮毂电机设计特点,重新建立驱动轮毂电机优化设计数学模型,并以实例进行优化计算。研究结果表明:驱动轮毂电机的效率提高,成本降低,能满足微型电动车对驱动轮毂电机的使用要求,因此,对于驱动轮毂电机的优化设计,改进遗传算法是一种比较理想的算法,具有广阔的工程应用价值。

轮毂电机嵌入式电磁驻车制动设计与仿真

根据电磁理论和电磁制动器的工作原理,设计了一种能耗低、嵌入式轮毂电机内部的电磁断电制动新型结构,并且提出了分析计算方法。对电磁制动器进行了磁路分析,建立了数学模型。通过Ansoft软件建立了三维有限元模型,对电磁制动器的电磁性能和工作特性进行分析,并对电磁制动器工作过程进行动态仿真研究。分析了电磁制动器内部复杂的磁场强度分布和电密分布等,得到了激励绕组电流、电磁力与工作气隙以及衔铁位移等变化曲线。电磁吸力的实验结果与仿真计算结果一致,表明电磁有限元方法分析电磁制动器的电磁性能是准确可靠的,能满足电动代步车驻车制动系统的灵敏性、可靠性和特殊要求。

微型电动车轮毂电机的磁热耦合分析

针对温度变化对微型电动车轮毂电机工作性能和使用寿命的影响,提出了一种磁热耦合分析方法,并对轮毂电机进行了磁场和热场分析。采用Ansoft Maxwell软件建立了轮毂电机的有限元仿真模型,并通过仿真获得了其内部复杂磁通密度云图和磁力线分布图。建立了温度场的数学模型,计算了绕组损耗、定转子铁损和永磁体的涡流损耗,并以此耦合到温度场作为热源。采用Ansys Workbench软件,计算了轮毂电机稳态温度场和各部件的温度分布以及起动过程中定子铁芯与转子铁芯瞬态温度曲线。仿真结果与试验实测温度值基本一致,表明采用磁热耦合方法分析轮毂电机的热源分布与温度分布准确可行,可为今后的轮毂电机优化设计提供基础。

基于Multisim的简易自动售货机控制系统设计与仿真

为了提高简易自动售货的便捷性和可靠性,设计开发出一套简易自动售货机控制系统。根据数字集成电路和模拟集成电路的特点,采用模块化设计思路,设计了模拟投币模块、显示模块、模拟出货和找零状态模块,提高了电路的可读性和可移植性。基于Multisim平台对其动态特性进行了分析研究,建立了电路仿真模型,并对其功能进行了仿真分析。仿真结果与实验结果基本一致,所设计的控制系统能准确、便捷的实现简易自动售货机的功能。

基于Fluent的油液减振器气穴现象研究

为了抑制油液减振器气穴现象的产生,分析了减振器复原和压缩过程中气穴的生成过程。基于CFD数值方法,建立了较高精度的减振器三维流体模型和流体网格模型,在Fluent流体软件中进行了仿真分析,获得了油液减振器气穴产生的具体位置和分布情况,分析研究了不同温度对气穴产生的影响,并进行了试验验证。结果表明:气穴现象主要分布于减振器节流阀片周围,随着活塞速度的增大,气穴现象更加明显;其他因素不变,油液的温度越低,气穴现象更加严重。此方法为降低油液减振器异常振动噪声提供了一定的参考价值。

喷油提前角对JX493柴油发动机烟度及NOx的影响分析

以JX493柴油发动机为试验样机,在额定功率转速下分别取50%、75%、100%3个负荷点为研究对象,考察柴油机的喷油提前角为0°~10°时,发动机排放性能的变化情况。试验结果表明:NOx的排放量随着喷油提前角的增大而增大,而烟度的排放随着喷油提前角的增大而有所减少,因此在选择柴油发动机的最佳喷油提前角时,必须综合考虑发动机排气的烟度与排出的NOx。

基于科学创新培养理念的汽车构造课程改革

在科技引领创新,大众创新、万众创业的背景下,为了更好地培养新时代车辆工程人才,将科学创新培养理念融入车辆工程专业的教学体系无疑是一种改革的趋势。"汽车构造"课程作为车辆工程专业的核心基础课,其教学质量的好坏将直接影响学生学习其他专业课程的效果。为了实践科学创新的培养理念,结合"汽车构造"课程的特点,从教学培训、教学理念、教学内容、授课方式、考核方法和实践环节六个方面进行了改革探索。

基于科技竞赛的研究生创新创业能力培养探索

在“双一流”建设的背景下,研究生创新创业能力的培养成为重中之重。科技竞赛是培养研究生创新性思维、激发创业灵感的重要手段,是提升研究生综合素质的有效措施,是创新型人才培养的重要举措。文章以研究方向为导向,通过对研究生基础能力及创新创业能力的培养,使其在参加科技竞赛的过程中,学以致用,得到锻炼,得以升华。在“双一流”建设的基础上,基于科技竞赛的研究生创新创业能力的培养,是对培养高素质人才的一次重要探索。

信息化交互式汽车理论双语课堂教学模式的应用与探究

文章针对目前各高校汽车理论双语教学的不足,结合当前比较流行的MOOC教学模式,提出基于汽车理论课程的教学内容与教学目标,在汽车理论双语教学中,采用基于信息化导学和学生需求驱动式教学相融合的信息化交互式汽车理论双语课堂教学模式,探讨了该教学模式的教学内容、教学互动平台、师资建设、教材建设、双语教学综合评价体系建设等保障措施,提出以学生为中心,以信息化为手段,将课堂教学、网络教学与学生需求相结合,以激发学生的学习兴趣,提高汽车理论双语教学的教学水平和教学质量,培养兼具汽车专业知识能力与专业英语应用能力的国际化高素质复合型人才。

汽油机GDI技术的研究状况及展望

通过介绍汽油机缸内直喷技术相对于PFI的优点,并从GDI按工况区的分层控制策略、扭矩控制策略、喷油定时控制策略等方面介绍GDI发动机的研究状况。阐述GDI发动机开发中的一些技术难点,并指出GDI的一些新技术展望。

分布式驱动智能汽车轨迹跟踪的协同控制

针对车辆在轨迹跟踪过程中,尤其是高速转向等极限工况下,易出现车辆跟踪精度差和失稳的问题,以分布式驱动智能汽车为研究对象,提出一种考虑横向稳定性的轨迹跟踪协同控制策略。首先,建立车辆纵向、横向以及横摆运动的三自由度动力学模型,设计了基于模型预测控制的主动转向控制器,通过优化求解得到跟踪期望轨迹的最佳前轮转角。然后,采用滑模控制设计横摆力矩控制器,将横摆角速度和质心侧偏角作为联合变量,利用积分二自由度控制模型,计算车辆稳定的等效附加横摆力矩。最后,采用二次规划算法设计最优力矩分配控制器,以满足总的驱动力矩和附加横摆力矩的控制需求。仿真试验结果表明,控制系统在极限高速工况下,能够使车辆精确、稳定的跟踪期望轨迹。

太阳能路面裂纹检测车设计

为了解决路面裂纹检测车采光性差、阴雨天气采集的裂纹图像不清晰、裂纹图像过度曝光等问题,设计了一种太阳能路面裂纹检测车。在分析太阳能路面裂纹检测车工作原理、图像采集系统工作原理基础上,建立了太阳能路面裂纹检测车总体结构。分析设计图像采集系统,通过MATLAB软件对裂纹图像进行处理,提取裂纹几何形状,并进行实际道路测试。研究结果表明,设计的太阳能路面裂纹检测车相比传统的检测车效率更高、安全可靠、节能环保且检测图像更加清晰,在提高路面裂纹检测工作效率、节能减排方面具有积极意义。

电控CNG发动机A/F控制算法的研究与仿真

介绍了电控天燃气发动机空燃比(A/F)的PID闭环控制算法和模糊控制算法,并应用Simulink在Matlab环境下运行,对空燃比的两种控制算法进行了建模与仿真,取得了比较满意的效果。通过仿真结果分析得出,在实际应用中根据具体情况采用不同的控制算法。

思政教育背景下多视角融合的机械工程学科研究生创新能力培养模式探索

针对目前研究生创新教育难以系统地融入具有中国特色的思政教育元素的问题。课题组基于思想政治教育背景,以华东交通大学机械工程学科研究生为研究对象,在人才培养标准重构、能力素质体系框架构建、跨界创新思维培养、思政教育融入创新课程体系、实践教学资源整合和教育评价体系完善这六个视角下,构建一套多视角融合培育研究生创新能力的培养模式。该模式重在提高机械工程学科创新型研究生培养质量,探索和实践在机械工程学科创新型人才培养中融入中华传统美德、社会主义核心价值观、工程伦理、爱国教育等思政内涵,实现传授创新创业知识与培育具有中国特色的创新型人才目标的有机统一。

基于显式动力学的深沟球轴承弹性接触动态应力研究

滚动轴承是机械工业的重要基础件,其内部的动态应力状态对其寿命有着重大影响。针对滚动轴承内部弹性非线性接触的特点,以深沟球轴承6304为研究对象,建立了深沟球轴承全柔体弹性接触非线性动态有限元分析模型,采用显式动力学有限元法对深沟球轴承进行了转动过程非线性接触动态仿真,获得了深沟球轴承的运动学特性和轴承内部应力在轴承转动过程中的动态变化的特点和规律。结果表明,显式动力学有限元法可在满足高精度要求情况下求解滚动轴承内部的动态应力,为进一步研究滚动轴承的承载能力和寿命提供了有力的分析方法。

轮胎滚动阻力精确测试方法研究

针对目前常用的轮胎滚动阻力室内测试方法(测力法、滑行法、反拖法等)与室外实际道路得出的轮胎滚动阻力对比相差较大的问题,通过比较分析各种现有测试方法的优缺点,提出一种利用单滚筒底盘测功机来测量轮胎滚动阻力的方法。为提高测试准确度,在实验开始前依据转鼓自身滑行消除单滚筒台架的内阻,在单滚筒底盘测功机的无加载滑行和二次加载滑行实验基础之上建立相应的数学模型,得出汽车和测功机总的惯性质量,具有操作简单、准确度高等优点。

单滚筒底盘测功机寄生摩擦阻力测量方法研究

针对单滚筒底盘测功机寄生摩擦阻力的获取,在不同加速度下对测功机进行加载滑行,对测功机的基础惯量进行标定,然后采用空载滑行法,根据基础惯量、速度区间与滑行时间得到各测量速度点的寄生阻力值,再将其拟合成二次曲线。最后,采用等速法加载不同惯量值对曲线进行验证,结果表明:采用此方法所得出的测功机寄生阻力计算模型满足试验要求,具有较高的准确度。