护盾式临时支护机器人带压行驶液压控制系统研究

护盾式临时支护机器人是适应夹矸与片帮共存的大断面巷道智能掘进机器人系统的重要组成部分,其主要功能是为实现“掘支并行”作业提供安全可靠的工作空间。为加强护盾式临时支护机器人推移行驶过程中对围岩的安全稳定支护,根据护盾式临时支护机器人结构、工作环境与作业需求,建立其带压行驶的推移量与支护力数学模型及带压行驶动力学模型,设计了护盾式临时支护机器人带压行驶液压控制系统。该系统主要由支护液压系统、行驶液压系统组成:静态支护时,支护液压系统需时刻输出大于上盾体自身重力的支护力,行驶液压系统处于待机状态;带压行驶时,支护液压系统和行驶液压系统同时工作,在保证临时支护机器人“减压不离顶”的同时,与顶板时刻带压并稳步前移。提出了基于模糊PID的护盾式临时支护机器人带压行驶精准控制方法:通过集成在推移油缸上的位移传感器与液压回路中的压力传感器实时采集临时支护机器人的压力与位移信号,用于反映临时支护机器人带压行驶途中支护力和行驶位移的变化情况,并根据支护力和推移量的误差和误差率,利用模糊PID算法对支护力和推移量的控制参数进行修正,实现基于模糊PID算法的带压行驶可靠控制。仿真与实验结果均表明,模糊PID控制的效果优于传统PID控制,在模糊PID控制下,护盾式临时支护机器人推移行驶过程中的支护力相对误差小于1%,行驶位移误差小于2 mm,且支护力和推移量控制响应速度快,保证了推移行驶过程中对围岩的安全稳定支护。

2022年凯迪拉克CT4车辆行驶中异响

行驶里程:3154km。故障现象:车辆低速行驶存在“嗡嗡”异响。通常冷车时异响清晰,行驶一段时间且车辆热车后异响声音变小。故障诊断:询问客户故障发生的时间、地点、现象、频次,结果是客户只有清晨开车出车库上坡时异响声音较为清晰,其他记不清了。车辆进站,路试车辆,客户正常开车10km到店,异响声音较小,初步判断异响声音来自车辆右前部。验证客户描述的问题属实。

自动驾驶汽车行驶风险评估方法综述

行驶风险评估对自动驾驶系统的安全运行至关重要。将现有行驶风险评估方法分为3类,包括面向单一目标物的、基于可达集的和基于势场论的评估方法。提出5个评价维度,包括计算实时性、结果时效性、应用可行性、内容充分性和场景泛用性,对评估方法进行了全面比较,揭示其特点和适用情况。对自动驾驶行驶风险评估面临的问题以及未来发展趋势进行了分析和展望。

地下矿道无人车可行驶区域检测算法

地下矿道可行驶区域检测是地下矿山自动驾驶系统的关键感知技术,然而地下矿道光照强度低、工况复杂的特点给该任务带来极大挑战。鉴于此,本文提出一种地下矿道可行驶区域检测算法。首先,为解决地下矿道细节退化导致图像特征难以提取的问题,提出一种双分支特征提取骨干网络;然后,针对地下矿道可行驶区域检测不完整问题,提出一种自适应多尺度空间空洞池化金字塔特征增强模块;最后,为解决地下矿道边界提取不准确的问题,设计一种双分支通道注意力机制融合模块。在自制矿道可行驶区域数据集上进行实验,相较于Deeplabv3+、UNet、DDRNet-23、PIDNet,本文算法取得最佳效果,在MIoU分数上分别提升2.07、2.39、1.87、1.92个百分点,在mAcc分数上分别提升1.78、2.45、1.84、1.86。本文算法已成功应用于地下无人驾驶矿车,验证了其在真实矿道场景下的有效性。

考虑截获交通流量与充电行驶距离的电动汽车充电网络规划

为优化电动汽车充电网络布局,提高充电服务能力与效率,提出了同时考虑截获交通流量与充电行驶距离的充电网络规划模型。电动汽车动力电池初始荷电状态的不确定性导致充电网络截获交通流量具有随机特性,采用蒙特卡洛模拟方法对其概率特性进行了分析。为提升充电网络在任何情况下的充电服务能力,所提模型以充电网络截获交通流量最小值最大为优化目标之一。为提升充电服务效率,模型另一个优化目标为平均充电行驶距离最短。此外,模型考虑了充电行驶距离机会约束及充电站建设数目约束,采用非支配遗传算法对所提模型进行求解,获得Pareto最优解集。最后,以25节点交通网络为例进行了仿真实验,验证了所提方法的有效性。并基于仿真结果,分析了机会约束置信度与充电站数目对规划结果的影响。

基于行驶特征区间划分的重型载货汽车实际道路能耗评价方法

提出一种基于行驶特征区间划分的能耗评价方法。通过对中国货车行驶工况的工况点分布特征进行分析,确定了速度和加速度区间的数量与边界的划分方案。考虑道路坡度的影响,进行实际道路试验数据筛选,并用于计算不同行驶特征区间内的燃油消耗量平均值。结合中国货车行驶工况在不同行驶特征区间内的累计行驶里程,计算能耗评价结果。为了验证该方法的有效性,开展了3次底盘测功机试验和2次实际道路行驶试验,结果表明,所提出的能耗评价方法能提高重型载货汽车实际道路能耗评价结果的复现性。

农业装备行驶滑动辨识与控制研究现状与展望

农业环境中农业装备时常发生行驶滑动现象且具有明显不确定性,滑动现象使行驶机构处于不可控状态,从而影响作业精度,严重阻碍了种植、中耕管理和收获等需要精准作业环节的农业装备信息化及智能化发展。本文从滑动原理、滑动辨识及行驶滑动控制方面,分别对滑动力学特性、滑动辨识方法和考虑滑动的路径跟踪控制的国内外研究现状进行综述。滑动原理方面,着重阐述了针对不同行驶机构的结构特点和行驶地面环境建立的多种行驶机构与地面的系统模型。滑动辨识方面,分别对基于数学模型和基于数据驱动两类方法进行分析,揭示各方法优势与局限性。行驶滑动控制方面,重点归纳了应用于农业装备的路径跟踪控制方法,指出了目前行驶滑动控制研究方法局限性。最后,指出行驶滑动辨识研究对于农业装备自动化发展具有重要意义,未来农业装备行驶滑动研究可以从滑动力学理论模型、滑动实时辨识方法、行驶滑动控制方法等方面开展深入研究。

掘进机器人行驶状态嵌入式传感系统研究

针对掘进机器人履带行驶结构作业处于高冲击、碰撞、高湿度和复杂煤岩底质等空间受限环境、受到的外部动载荷通常无法直接测量或测量比较复杂问题,提出了一种可实时监测掘进机器人履带动载荷的嵌入式传感系统无线监测方法。设计了适用于掘进机器人的特种履带行驶结构,搭建基体-夹板-无线采集模块等组成的多层复合封装防护结构,在封闭环境下对嵌入式传感系统进行无线传输特性及行驶状态下的动应力分布研究,并进行传感系统封装集成的测试精度标定试验。将嵌入式传感系统随机替换履带链环中的一块山型减振垫,对掘进机器人行驶状态周期循环的履带载荷历程进行监测测试。结果表明,该嵌入式传感系统在不改变履带链环整体受力的前提下,能实时采集履带行驶结构的动载荷并无线传输给上位机,动载荷时间历程数据完备、稳定可靠,解决了井下极端工况下掘进机器人履带行驶结构动载荷获取难题。

车辆道路行驶阻力国六测试方法分析比对

依据现行国家标准GB 18352.6—2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》的规定要求,通过三种方法(固定式风速仪滑行法、车载风速仪滑行法、基于车辆参数计算默认道路载荷法)获取测试样车的车辆道路行驶阻力,模拟出滑行阻力系数,用于后续对轻型混合动力电动汽车能量消耗量进行测试,进而分析优化汽车燃油消耗量和汽车续驶里程。测试结果表明,采用车载风速仪滑行法和固定式风速仪滑行法对样车进行摸底试验,获得的车辆道路行驶阻力能有效模拟出道路阻力系数,优化OVC-HEV测试数据。

2023年上汽通用别克微蓝6行驶中车辆突然无动力

车型:2023年上汽通用别克微蓝6(430km)。VIN:LSGKM8R2XPW××××××。行驶里程:3257km。故障现象:客户反映车辆行驶中突然无动力。故障出现时仪表故障灯点亮,车速最高15km/h。故障诊断:在接到客户报修后,按照SBD流程进行了检查。询问客户故障发生的时间、地点、现象、频次,客户反映车辆充满电,刚行驶3km,突然出现无动力现象,车辆慢速行驶,仪表故障灯点亮,车辆没有任何维修,之前开车也没有任何异常。

2021年东风标致4008 PHEV高速行驶中突然失去燃油动力

车型:东风标致4008 PHEV,配置1.6T发动机、8速混合动力变速器。VIN:LDCP11A13M4××××××。行驶里程:51175km。故障现象:客户反映车辆在高速行驶中仪表上突然提示“车辆电子牵引力故障:速度受限,请维修车辆”(如图1所示),此时发动机转速瞬间变成怠速运行,车辆从燃油模式切换电动模式行驶,低速时并无此现象。

2022年奔驰G500行驶中自动熄火

车型:2022年奔驰G50035.0℃(463.260),配置176.980发动机。100120140行驶里程:3003km。80故障现象:客户报修高速行驶时60车辆突然熄火,熄火后仪表提示辅助40系统故障,重新点按点火按钮又可以启动。熄火后提示辅助系统故障,如图1和图2所示。客户告知在外地奔驰4S店因此问题检查过,告知进行升级处理。

中型卡车的行驶平顺性评价研究

中型卡车在现代物流运输中发挥着重要作用,其行驶平顺性是影响运输效率、驾驶员舒适度以及货物安全的关键因素。因此,对中型卡车的行驶平顺性进行评价研究具有重要的现实意义。通过对中型卡车行驶平顺性的评价研究,提出优化座椅设计、提高驾驶员素质、加强悬挂系统维护力度等改进措施。通过对中型卡车行驶平顺性的评价研究,构建评价指标体系并提出了改进措施,提高中型卡车的行驶平顺性,从而提高物流运输效率、降低驾驶员的疲劳程度、保障货物的安全。

2022年别克GL8陆上公务舱行驶中仪表报警

行驶里程:674km。故障现象:行驶中发动机故障指示灯、充电指示灯同时点亮(如图1所示),实测发电机电压为12.31V,故障码如图2所示。故障诊断:询问客户故障发生的时间、地点、现象、频次,车辆高速行驶中发动机故障灯及充电指示灯突然点亮,仪表提示进入节电模式,其他记不清了。

基于深度学习的公交行驶轨迹预测研究综述

公交行驶轨迹预测是对公交车到达线路上的重要轨迹点,如站点和道路交叉口等,进行到达时间预测。准确预测公交车到达站点和道路交叉口的时间,可以提高城市公交系统的运行效率和服务质量,对于城市公共交通规划和公交调度至关重要。从公交行驶轨迹预测方法的发展现状入手,分析了影响公交运行的相关因素,归纳并探讨了不同类型的相关数据集以及数据预处理方法。依照其发展脉络将公交行驶轨迹预测方法分为基于历史数据的模型、以时间序列模型为代表的参数模型以及包括机器学习和深度学习方法的非参数模型三大类,并总结分析了不同方法的优势和局限性。由于基于深度学习的相关模型在时间序列预测任务中表现出了优越性能,因此越来越多的学者开始采用基于深度学习的模型来解决公交行驶轨迹预测问题,同时考虑将城市道路所展现的空间特征与时间特征相结合以进一步提高预测精度。最后,阐述了公交行驶轨迹预测研究领域中面临的挑战,并对该领域未来的发展进行总结分析与趋势展望。

听觉-言语认知负荷下工作记忆容量对跟车行驶影响

听觉-言语认知负荷作为一种典型的认知负荷,是驾驶人认知分心的主要来源,容易导致驾驶绩效下降,认知负荷对驾驶绩效的影响程度与个体工作记忆有关。为研究听觉-言语认知负荷下工作记忆容量对跟车驾驶绩效的影响,本文开展心理学与模拟驾驶实验。首先,设置不同听觉-言语认知负荷水平的n-back任务,构建车头时距变化和前车速度变化的跟车场景;其次,采集并预处理工作记忆容量、驾驶人操作行为与车辆运行状态数据,选择跟车速度差、绝对加速度、横向稳定性、制动反应时间及跟车间距作为分析指标,获得36名被试数据;最后,采用方差分析及事后比较,分析认知负荷和工作记忆容量在跟车时对驾驶绩效的影响,并探讨两种因素对驾驶绩效的交互和调节作用。研究表明:认知负荷增加导致驾驶人更大的加减速倾向,更长的制动反应时间;工作记忆容量较高的驾驶人具有更小的制动反应时间和更稳定的跟车间距,更频繁的方向修正和更好的车道保持水平;在工作记忆容量和制动反应时间中,听觉-言语认知负荷具有正向调节作用。本文可以为驾驶安全培训干预提供驾驶人认知特性方面的见解和理论参考。

基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制阈值

为解决传统路面结构路桥过渡段差异沉降过大和二次跳车问题,结合路桥工程实践,通过将桥头搭板放置一定深度和设置两级枕梁,并将桥头搭板与枕梁现浇在一起的方式,提出一种刚柔连续过渡的桥头搭板结构,用以改善桥头路基的应力分布及变形;同时为研究不同等级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值,给出量化指标,通过分析桥头跳车作用机理,根据车辆振动系统输入激励与输出响应的关系,建立二维五自由度车辆振动模型,并根据不同等级公路的路桥过渡段处治情况,建立相应的计算模型,编写程序求解人体加权加速度均方根值,根据人体舒适程度分级情况确定不同等级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值。结果表明:高速公路一级公路、二级公路和三级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值为将容许搭板纵坡变化值控制在0.30%~0.40%、0.40%~0.55%、0.50%~0.75%和0.95%~1.35%,四级公路的路桥过渡段差异沉降控制阈值为台阶高度控制在0.05m以内。

基于运动学片段的纯电动出租车行驶特征模式挖掘

在逐步推行出租车全面电动化的背景下,针对目前对纯电动出租车行驶状态评估的不足,建立一种基于运动学片段的纯电动出租车行驶特征模式挖掘方法,研究纯电动出租车行驶状态特征.首先,基于行驶轨迹GPS数据,从速度特征、加减速和行驶状态3个方面,确定超速比例、加减速频率、行驶速度、怠速时间占比等13个特征指标刻画运动学片段,建立纯电动出租车运动学片段提取方法,研究纯电动出租车行驶状态特征.然后,根据行驶特征指标主成分的特征值大小及累积贡献率,确定关键特征指标,结合K-均值聚类算法,生成多时空场景下的纯电动出租车行驶特征模式,综合评价车辆行驶状态.最后,以深圳市共计9天采样间隔为1 s的700万条纯电动出租车GPS行驶轨迹数据为驱动,提取了1 757条纯电动出租车运动学片段.根据安全性、效率性和舒适性8个关键特征指标进行聚类分析,生成包含主干路、次干路和支路在早高峰、平峰和晚高峰9种时空场景下27类纯电动汽车行驶状态的特征模式库.研究结果表明:综合安全性、效率性、舒适性3方面,早高峰期间的纯电动出租车综合行驶状态优于平峰和晚高峰时段;基于运动学片段、主成分分析及多时空场景聚类分析的纯电动出租车行驶特征模式挖掘方法,能够有效反映并评估纯电动出租车行驶状态,并向驾驶员提供合理的驾驶建议.

基于动态基准的低复杂度特种车辆行驶调平控制方法

针对特种车辆行驶调平问题,提出基于动态基准的低复杂度控制方法。整车被分解为由作动器驱动的带有相互耦合特性的悬架节点。建立悬架节点动力学模型,将基于整车行驶动力学模型的位姿混合控制问题,转换为基于全驱型悬架节点动力学模型的单纯位移控制问题。提出并构建动态基准和基准误差,解决现有方法对车身铅垂高依赖和限制的技术瓶颈,同时提高车辆的通过性能。建立基于基准误差的扩张状态观测器,实现动态解耦,并提出一种低复杂度行驶调平控制方法。借助汽车系统仿真软件Carsim验证该方法的有效性。结果表明:与经典基于常值基准的整车型控制方法对比,在所提出方法作用下,车辆的行驶调平精度提高了一个数量级;特别是在路面激励幅度超过作动器行程的工况下,车辆的舒适性和安全性尤为改善。

基于MPC延时补偿器的农机多机器人编队行驶轨迹跟踪方法

[目的/意义]农机装备尺寸大、行驶慢等特点,在路面归库作业过程中容易造成严重道路拥堵。因此,在多机协同过程中,编队行驶被认为是未来道路上行驶的主要方式。然而,目前农机自动驾驶技术停留在单机阶段,多农机之间的协同仍是制约中国农业规模化自主生产的主要瓶颈。为解决多车编队协同控制中通信延时的问题及其补偿策略,本研究基于一种模型预测控制器(Model Predictive Control,MPC)延时补偿器的农机多机编队行驶的轨迹跟踪方法。[方法]以车联网技术为基础,聚焦多农机编队协同控制领域,针对控制器局域网总线(Controller Area Network,CAN)通信存在的延时问题而产生的横向控制精度差,基于线性二次调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)与MPC算法,设计了一种带有延时补偿的模型预测控制器,用于对通信延时进行补偿控制。最后对所提算法利用Carsim和Simulink软件进行联合仿真。[结果和讨论]Carsim与MATLAB/Simulink可以有效兼容,实现软件与外部求解器的联合仿真。当延时步长d=5时,应用延时补偿,MPC反应速度更快,表现更为平滑;速度误差曲线响应更快,且能够逐渐稳定至零误差,没有出现振荡现象;1号车在较短时间内有效地变更车道,与头车保持在同一车道上。在更长的延时步长d=10情况下,未应用延时补偿的控制器表现出更显著的性能下降。即使在较高的延时条件下,应用延时补偿的MPC速度误差和纵向加速度仍然能够快速响应并逐渐稳定至零误差,避免了振荡现象。1号车的轨迹表明,延时补偿机制效果在极端延时条件下有所下降。[结论]本研究所设计的编队算法能够使得多车完成多车变道形成队列并保持一定距离和一定速度。通信延时补偿控制算法使得带有加入延时的车辆能较好完成编队任务,实现稳定的横纵向控制,验证了本研究带有延时补偿的模型预测控制器的可行性。