受限泊车通道下自动驾驶平行泊车的路径规划方法

针对受限泊车通道下自动泊车规划时间长、成功率低等问题,提出了一种改进混合A^(*)算法的路径规划方法。首先,将泊车路径分为前进的位姿调整段与后退的倒车入库段两部分,通过建立直线-圆弧的约束优化模型规划位姿调整段,寻找合适的倒车起始点;其次,通过在混合A^(*)算法中额外引入碰撞风险代价,改进节点扩展方式,并通过判断车辆轮廓线是否与障碍物线相交来进行碰撞检测,以提高倒车入库段规划的实时性和安全性;最后,以路径长度、平滑度、偏离度为指标设计目标函数,并考虑汽车的运动学约束,使用二次规划对初始路径进行平滑,得到最终路径。使用MATLAB对改进算法与原始算法进行仿真分析,结果表明:在受限泊车通道下,改进算法能得到平滑的无碰撞泊车路径,搜索时间比混合A^(*)算法减少了23.8%,且所得路径更安全,更易进行跟踪控制。

机耕道自动驾驶农机局部路径规划

针对机耕道场景下自动驾驶农机行驶的安全性、平稳性与规划实时性的实际需求,该研究提出了一种基于二次规划的局部路径规划方法。首先基于有限状态机构建农机机耕道行驶模式,其次采用横纵向解耦的方法,通过改进状态栅格法分别对农机速度行为和轨迹行为进行决策,随后利用二次规划方法生成满足多目标、多约束条件的农机轨迹和速度,得到最优路径,最后在多种行驶环境中进行仿真和实车试验,行驶参考速度为2 m/s。实车试验结果表明,在绕行静态障碍物场景中,规划轨迹的平均绝对曲率为0.021 m^(-1),最大绝对曲率为0.056 m^(-1),平均绝对横向误差为3.23 cm,最大绝对横向误差为8.69 cm,农机与障碍物外轮廓的距离大于0.76 m;在规避相向行驶、同向行驶和横穿机耕道的动态障碍物场景中,规划速度的平均绝对速度误差为0.08~0.12 m/s,绝对速度误差小于0.38 m/s,加速度变化范围为-0.38~0.44 m/s^(2)。在规划周期为200 ms的仿真试验中,该文算法平均耗时48 ms,最大耗时75 ms,相比采用静态状态栅格法平均耗时减少38 ms,算法效率提升44%。研究结果可为机耕道场景下的农机局部路径规划提供技术支持。

气候变化和土地利用变化驱动下的生物多样性系统分析新框架

尽管目前已有大量关于生物多样性评估的研究,但同时考虑生物多样性多维评估、多驱动因素对生物多样性变化的影响评估及生物多样性变化中长期动态模拟预测等研究仍相对缺乏,这会引起对生物多样性不同维度变化水平的片面理解,导致生物多样性保护工程管理决策失误。基于此,综述现有生物多样性评估维度、驱动因素及历史评估的研究进展,并基于现有研究存在的局限性提出生物多样性多维评估方法与人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建思路,基于此提出气候变化和土地利用变化驱动下的生物多样性系统分析新框架。该框架包括:①生物多样性“潜力-贡献-重要性”多维评估理论与方法构建;②人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建;③人地耦合系统下生物多样性预测及生物多样性保护工程效果仿真与管理。该框架可为生物多样性保护工程管理及可持续开展提供科学建议。

考虑周车主观侵略性的智能车辆换道优化策略

智能车辆换道策略是智能驾驶技术的重要组成部分,在不同场景下的适应能力对于高品质自动驾驶尤为重要。在异质交通流中,智能车辆认知属性的不同会引起换道车辆换道意图及轨迹规划的差异。该策略利用车辆行驶空间、行驶效率参数建立车辆的决策代价函数,采用模糊理论从速度系数、空间系数、车道分布等角度实现对周围车辆主观侵略性的量化描述,在此基础上,通过智能驾驶员模型(IDM)预测周车对换道车辆换道意图的行为响应,并根据预测信息优化换道决策。在轨迹规划过程中,将车辆换道轨迹解耦为车辆换道路径及行驶速度,利用车辆主观侵略性及车辆行驶安全场评估车辆换道行驶风险,并将行驶安全场与二次规划相融合,从安全性、舒适性、参考线偏差等角度进行路径及速度优化。仿真结果表明,该优化策略通过换道决策可以有效提高道路通行效率,相较固定五次多项式与单独的安全场换道轨迹,可以有效降低换道过程中横向速度与横向加速度的幅值,改善换道过程中的行驶舒适性。

不同驱动系统下纯电动汽车关键性能对比研究

为比较纯电动汽车不同驱动系统的关键性能,基于同一整车参数和某公司提供的可变绕组永磁同步电机试验数据,对纯电动汽车电机驱动系统开展了相关研究。基于精英保留遗传算法和动态规划理论,对单挡、两挡电控机械式自动变速器驱动系统的速比进行了设计优化。采用了精英保留遗传算法和动态规划理论对系统速比进行设计优化,并对可变绕组永磁同步电机绕组切换过程进行了动力性和经济性设计。仿真结果表明,在动力性上,两挡自动变速器驱动系统的加速性能最优;在经济性上,可变绕组永磁同步电机驱动系统的百公里能耗最小,单挡自动变速器驱动系统的动力性和经济性表现最不理想。

车联网环境与传统环境下智能车辆换道博弈模型

为解决智能车辆在传统环境及联网环境中换道行为的决策问题,文章基于博弈论建立智能车辆的换道行为模型,并使用双层规划算法对该模型进行分析。使用HighD数据库和驾驶模拟器采集的数据对模型进行了仿真分析。结果表明,该模型可以预测在联网环境和传统环境下车辆换道行为中各参与者的最优策略,模型的预测结果可以为智能车辆的换道策略选择提供指导,为智能交通系统的设计和实施提供重要参考,有助于提高交通效率和驾驶安全性。

面向复杂驾驶环境的自动驾驶车辆轨迹规划方法

车辆轨迹规划方法直接关乎自动驾驶的安全与效率。文中提出面向复杂驾驶环境的自动驾驶车辆轨迹规划方法。该方法面向静态/动态、常规/异形障碍物,引入混合整数方法对障碍物导致的不可行域进行建模,解决轨迹规划中的避障难题,并基于最优控制理论,在满足避障的情况下规划最优可行轨迹。将该方法在Prescan和MATLAB/Simulink联合仿真平台上进行验证,结果表明,该方法具有复杂驾驶环境下的避障能力,且能够保证轨迹的可行性,提升车辆行驶舒适性和稳定性。

新型配电网调度计划检修全过程自动驾驶技术研究与应用

针对配电网计划检修量大,操作安全防误水平低问题,提出新型配电网调度计划检修全过程“自动驾驶”概念。介绍了自动驾驶系统架构,对自动驾驶关键技术,包括智能成票、智能校验、程序化操作、自动置位挂牌、智能监控等进行了说明。在广州供电局的实践应用结果表明,自动驾驶技术可以实现检修计划从调度拟票、调度程序化操作、网络发令现场操作、调度命令票归档、调度图形自动置位挂牌等环节的全流程自动执行,极大提升了操作安全防误水平和操作效率。

基于人工智能技术的无人驾驶虚拟仿真测试平台设计

为保障无人驾驶车辆安全行驶,该文设计基于人工智能技术的无人驾驶虚拟仿真测试平台。利用人工智能技术中的VR技术建立无人驾驶车辆仿真模型,通过操作控制器连接车辆换挡切片、方向盘、制动踏板和车辆制动系统、电气系统,通过仿真驱动模块内的执行驱动装置和驾驶模拟器仿真无人驾驶车辆在场景中行驶,通过对车辆进行碰撞检测后,利用无人驾驶决策控制单元向无人驾驶车辆仿真模型的操作控制器发送控制命令,控制车辆的传动系统、电气系统等运行。实验表明,该平台可有效对无人驾驶车辆进行虚拟仿真测试,应用效果较好。

高压断路器用电机驱动机构路径动态规划方法

电机驱动操动机构相较于传统操动机构结构简单,动作可控性强,极大的提高了断路器分合闸操作的可控性及可靠性。针对电机驱动机构的控制方法即机构的运动轨迹方法,提出了一种电机驱动机构的路径动态规划方法,由建立的电机输出轴与开关动触头之间的数学模型,推导开关动触头最佳运动轨迹和电机轴最佳输出曲线的数学关系,最后搭建126kV电机驱动操动机构试验平台,由试验平台所得的结果证明,提出的动态规划方法与预置曲线法相比,能够有效缩短运行时间,提高断路器的机械寿命。

新增硕士学位授予立项建设高校重点学科高质量发展的动力构成与实现路径

新增硕士学位授予立项建设高校推动重点学科高质量发展有重要现实意义;新增硕士学位授予立项建设高校推动重点学科高质量发展面临着现实困境;政府、产业、高校自身、人才和资源等是新增硕士学位授予立项建设高校重点学科高质量发展的动力构成;优化学科布局、加强内涵建设、外引内育人才、完善体制机制、持续推进校地和校企合作等是新增硕士学位授予立项建设高校重点学科高质量发展的实现路径。

Optimization of passive control performance for different hard disk drives subjected to shock excitation

Laptop personal computers(LPCs) and their components are vulnerable devices in harsh mechanical environments. One of the most sensitive components of LPCs is hard disk drive(HDD) which needs to be protected against damages attributable to shock and vibration in order to have better magnetic read/write performance. In the present work, a LPC and its HDD are modeled as two degrees of freedom system and the nonlinear optimization method is employed to perform a passive control through minimizing peak of HDD absolute acceleration caused by a base shock excitation. The presented shock excitation is considered as half-sine pulse of acceleration. In addition, eleven inequality constraints are defined based on geometrical limitations and allowable intervals of lumped modal parameters. The target of the optimization is to reach optimum modal parameters of rubber mounts and rubber feet as design variables and subsequently propose new characteristics of rubber mounts and rubber feet to be manufactured for the HDD protection against shock excitation. The genetic algorithm and the modified constrained steepest descent algorithm are employed in order to solve the nonlinear optimization problem for three widely-used commercial cases of HDD. Finally, the results of both optimization methods are compared to make sure about their accuracy.

基于动态规划算法的液压驱动机械臂运动控制研究

液压驱动机械臂运动控制系统是一种时变且强耦合的非线性控制系统,在面对复杂的作业场景中需要更为精确的运动规划,针对液压驱动机械臂运动控制系统运动轨迹控制精度问题,在液压驱动机械臂运动学模型基础上,对传感器输出信号进行双闭环平均值滤波处理,通过对机械臂逆运动学进行求解,采用动态规划控制算法对液压驱动机械臂进行运动轨迹的最优控制,最后在液压驱动机械臂集成测试环境中验证算法的可靠性和准确性,实验结果表明,采用动态规划算法能够快速提升液压机械臂的运动控制精确度,满足机械臂的实时控制需求。

增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型研究

以双电机独立电驱动增程式电动拖拉机旋耕机组为对象,提出一种适用于旋耕作业的双输入变量后向建模方法,即在模型中将行驶速度和动力输出轴旋耕转矩作为输入量,设计了双电机独立驱动增程式电动拖拉机动力系统能量管理模型。针对旋耕作业特性,提出一种基于实测数据与经验公式相结合的设计方法,建立了旋耕工况周期模型。基于动态规划算法,分别对其进行旋耕作业仿真试验和台架试验,结果表明:仿真试验结果与台架试验结果吻合度较高,能量管理模型能够很好地描述增程式电动拖拉机在给定旋耕工况下各电机功率、发电机组功率和动力电池组荷电状态的变化情况,且仿真试验和台架试验中燃油消耗量分别为4065.5 g和3994.7 g,其相对误差为1.77%,验证了建立的增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型的合理性和准确性。

基于拉格朗日松弛框架的消防站点选址优化方法

城市火灾可能造成严重的生命财产损失,科学合理的消防站布局可以有效提升消防救援效率并降低系统运行成本。以最小化救援等待损失与消防站点建设成本为目标,将消防车行驶时间作为模型参数,构建消防站固定费用选址的整数规划模型。设计基于拉格朗日松弛框架的精确求解方法,并对算法有效性进行了验证。对天津市津南区消防站布局进行实例优化,并对等待损失成本和消防车行驶时间等参数进行了敏感度分析,为城市消防站点规划提供了更为科学的决策参考。

基于模糊算法改进自动驾驶跟踪控制系统

基于自动驾驶车辆的横向误差与纵向误差模型,建立了一种线性二次型与PID联合的控制系统,通过对控制系统中线性二次型控制器的不足进行分析,研究了不同权重系数下控制器的控制效果.结果显示,横向误差与横摆角误差变化率对应的权重系数对控制器影响较大,根据模糊控制算法对其进行改进,在高速条件下,对比了三种不同的控制器的跟踪效果,验证了改进后的控制器的跟踪控制效果得到提升.

基于LabVIEW的林用集材车底盘全液压驱动测试系统设计

为了实现对林用集材车底盘全液压驱动系统的压力、流量等参数的自动采集测试与监测,基于LabVIEW软件平台及数据采集卡等硬件基础,设计搭建了林用集材车底盘全液压测试系统,实现了工作数据实时采集、存储、监测及阈值预警。尝试使用更加全面、精确的软件虚拟仪器代替实际测量仪器,通过系统液压泵站对测试对象进行压力与流量等参数标定,进行了系统自动采集与手动数据采集实验。经对比,系统测试压力与流量精度分别可达96.61%、96.2%,大大提高了数据采集精度,实现了模块化和自动化测试及预警功能,具有良好的可靠性。

直流应力下主动式微粒抑制方法的动态配合研究

直流气体绝缘输电线路(GIL)中自由金属微粒的活性较之交流GIL中更为活跃,对直流GIL的技术发展以及应用带来了严峻的挑战。目前,将各种抑制微粒手段进行主动式动态配合设计是未来发展的趋势。该文搭建直流GIL金属微粒主动式抑制的动态配合实验平台,并结合有限元仿真,从陷阱捕获率的角度优化了驱赶电极与陷阱间的位置配合;同时提出直流老练优化程序,最终获得主动式微粒抑制的动态配合有效方案。研究结果表明,当驱赶电极与陷阱间的距离为18 mm时,陷阱捕获率可高达70%;该文优化后的直流老练程序较传统程序可使陷阱捕获性能提升50%以上;最后通过实验验证了驱赶电极的有效性,且通过大量实验发现,高压电极布置驱赶电极后,陷阱捕获率可提高50%以上。因此,该文结果对提升直流GIL抑制金属微粒的能力具有一定的参考价值。

城轨线路夜间全线单线双向行车模式下行车能力计算

为满足城市轨道交通线路夜间行车需求,提出了全线单线双向行车模式,即全线2条正线中一线双向行车一线维修;研究了全线单线双向行车模式下列车在站交会方式及区间运行线铺画方式的特点,提出了在各运行线铺画方式下各区间的运行图周期通式;构建了确定线路最小区间运行图周期的0-1非线性规划模型,并改写为0-1线性规划模型以方便求解;研究了城市轨道交通站站停线路的夜间行车能力计算问题;选择一条在建城市轨道交通线路,应用0-1线性规划模型计算了全线单线双向行车模式下,线路在前一天23:00至第二天05:00时间段共6 h的夜间行车能力,对比分析了不同配线条件下线路夜间行车能力。结果表明:全线单线双向行车模式下线路夜间6 h总行车能力为10对,在站增设配线可实现夜间行车能力提升;所提出的0-1线性规划模型计算简洁、结果可靠,可用于不同配线条件线路夜间行车能力计算。

基于百度地图API的纯电动汽车未来行驶能耗预测

为了预测纯电动车的未来行驶能耗,利用从百度地图应用程序接口(API)所获取道路车流数据,并在云计算系统的在环平台(in-loop platform)上进行实车上路实验验证。用百度提供的道路车流数据,可以计算剩余里程、路径规划、能量管理策略以及充电桩布置等。这些数据与实车行驶数据结合,一并作为训练数据集。用k-means聚类分析算法与支持向量机(SVM)分类算法,来预测未来行驶能耗。对比池剩余电量(SOC)的预测值和实车上路实验所得的实际值。结果表明:对于一个40 min、约20 km的行驶工况,能耗预测的误差可以限制在一个标准差σ之内。从而验证了本文基于百度地图API车流数据的未来行驶能耗预测算法的准确性。