车辆四轮随机输入模型研究

推导了以滤波白噪声方法生成的随机路面的频谱函数,通过调整白噪声的功率谱密度确保随机路面模型在功率谱意义上与实际道路相符.基于左右轮输入间的相关性以及其相干函数模型,应用遗传算法求解左右轮输入间的传递函数,结合前后车轮输入的滞后关系,详细地给出了车辆四轮随机输入时间序列的生成方法.

路面谱函数对车桥耦合随机振动敏感性分析

将桥梁离散为梁单元,车辆简化为两自由度车模型,基于虚拟激励法建立车桥耦合随机振动模型。分别以GB7031谱、Wang谱及ISO谱三种路面不平顺谱函数作为不平顺激励输入,研究路面谱函数对简支梁桥及车辆振动响应的影响。分析三种路面功率谱对桥梁竖向振动响应的影响,研究不同路面谱函数作用下车速对桥梁振动响应的敏感性及车辆振动对路面谱函数的敏感性。研究结果表明:三种路面谱函数引起的简支梁桥跨中竖向位移均方根曲线形状相似;路面谱与车桥耦合共同作用,桥梁及车辆共振频率出现在桥梁一阶频率处;ISO谱引起的车辆振动响应受车速变化敏感性较弱,但桥梁振动响应受车速影响敏感性较强;GB7031谱和Wang谱引起车辆和桥梁的动力响应及频率特性接近,GB7031谱计算结果略大于Wang谱。

车辆左右车轮路面不平度的时域再现研究

基于快速傅里叶逆变换(IFFT)原理对车辆左右车轮随机路面不平度时域激励模型的建立进行了理论分析和探讨.结合实际车辆运行中左右车轮的相干性,给出了右车轮的数值拟合方法.利用Matlab软件建立了左右车轮的路面不平度模型并进行了仿真验证.仿真结果表明此模型可方便准确地对路面分级标准规定的路面进行仿真,所得到的左右车轮的相干性与推荐模型接近.

基于三维不规则点云的地面分割算法

为解决智能车辆环境感知模块在地面分割过程中存在的分割不足和过度分割问题,提出了一种基于三维不规则点云的地面分割算法。首先,采用多标签的马尔科夫随机场理论构建极坐标系网格地图,根据网格单元的不同点云分布类型建立多种测量代价函数模型;然后,整合局部平滑性和斜坡假设,建立平滑性代价函数模型,保证网格间地面高度的不连续性;最后,利用环状置信传播算法进行多次消息传递,迭代估计每个网格单元内最大信任的地面高度值,实现地面点与非地面点的分割。通过对简单粗糙路面场景和复杂斜坡场景中采集的不规则点云数据集进行实验分析,验证了本文算法在不同环境下分割地面点与非地面点的准确性和鲁棒性。

路面激励相干函数对车桥系统随机振动响应的影响

采用虚拟激励法建立多点输入相干激励车桥耦合随机振动模型,研究路面不平顺相干函数对车桥耦合系统振动响应的影响.将三轴自卸汽车离散为三维九自由度弹簧-质量-阻尼体系,桥梁离散为板-壳实体单元,考虑路面输入激励的相干性,研究Naryanan相干函数、Dieter相干函数和Zhang相干函数对车桥耦合系统振动响应及频谱特性的影响.研究结果表明:不同的相干函数对位移均方根和加速度均方差的影响效果不同;相干函数仅影响共振能量大小,不改变路面激励与车桥耦合系统的共振频率;研究车桥耦合随机振动响应时,路面激励相干函数对桥梁振动响应的影响可不计,但对车辆振动响应的影响不可忽略.

基于鲁棒控制的电磁主动悬架整车平顺性分析

针对传统被动悬架系统无法在复杂工况时保持较好行驶平顺性的问题,为电磁主动悬架设计了鲁棒控制器.建立整车七自由度电磁悬架动力学模型,利用鲁棒控制理论对被控输出和控制输入量进行加权处理,设计了H∞鲁棒控制器.在车速为30 km/h和60 km/h的随机路面、20 km/h和45 km/h的正弦冲击路面时,对电磁主动悬架系统进行仿真分析.结果表明,鲁棒控制的电磁主动悬架与被动悬架相比,主要性能指标均有所改善,在随机路面下车身垂向加速度改善28.03%,说明所设计的鲁棒控制器比较合理,采用鲁棒控制的电磁主动悬架可以有效改善汽车行驶的平顺性.

轿车系统的模拟装置与动态分析

对汽车垂直方向振动的分析,对汽车的元件进行合理的简化,建立8自由度动力学模型,给出了模型的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵。根据实际的车型,按比例缩小设计出汽车的振动模拟装置。然后通过凸轮实现路面的模拟输入,利用空气弹簧模拟汽车的内部弹簧元件。根据系统的拉格朗日方程,求解系统8自由度动力学运动微分方程,采用龙格-库塔(Runge-Kutta)法,在Matlab的环境下进行汽车运动求解,得到汽车在不同路面行驶的振动规律。

系统可靠性理论在肋柱锚杆体系中的应用

运用系统可靠性理论,建立了锚杆挡墙中肋柱锚杆体系的系统可靠性模型。根据规范推荐的主动土压力的计算方法,考虑锚杆的多种失效方式,导出了肋柱锚杆体系的结构功能函数。编制程序对算例进行分析计算,得到了锚杆系统不同破坏模式下的可靠指标。最后讨论了随机变量的变异性对系统可靠度的影响以及单根锚杆可靠指标随岩土体深度的变化,发现参数φ的变异性对锚杆体系可靠指标的影响最大,单根锚杆的可靠度随深度迅速降低。

考虑相干性的四轮随机路面输入模型的研究

借鉴Dieter Ammon的路面相干函数模型,通过实测的路面信号验证该相干函数模型的可行性,应用遗传算法求解左右轮输入间的传递函数,建立四轮随机路面输入模型。最后对生成路面功率谱密度进行验证,结果表明所构建的路面文件满足相关要求。

基于随机投影深度函数的非典型道路中心线提取

提出一种结合随机投影深度函数和路径形态学的非典型道路中心线提取方法.随机投影深度函数可有效区分RGB彩色空间中数据集的数据中心与离群值,从而充分利用非典型道路光谱特征的异质性及其与图像背景光谱特征的差异性来凸显具有离群值光谱特征的道路.利用随机投影深度函数对彩色遥感图像进行由中心向外的排序,生成深度场图像,并采用直方图阈值分割方法二值化深度场图像;利用路径形态学粗提取道路区域,去除独立斑块、连接断路来精细化道路区域;利用形态学细化操作提取道路中心线,并去除细枝以得到精准的道路中心线.实验采用Ikonos和ZY-3图像,结果表明:该方法可有效提取非典型道路中心线,其提取道路中心线的完整率、正确率和检测质量平均达到94.31%,94.16%和90.02%.