人-车-路闭环系统驾驶员模型参数辨识

基于在驾驶模拟器上进行的人-车-路闭环系统仿真试验,使用全局演化局部寻优的辨识算法,对驾驶员模型进行参数辨识。通过大量的实际驾驶人员的试验数据,辨识出各种水平的驾驶员模型参数,为改进智能车控制系统的设计提供了依据。利用辨识得到的驾驶员模型和车辆模型进行了人-车-路闭环系统的双移线与蛇行线仿真,仿真结果与试验数据具有很好的一致性。

组合遗传算法在人-车-路闭环系统综合评价优化设计上的应用

针对人 -车 -路闭环系统综合评价方程的复杂性 ,提出一种快速的优化算法称为组合遗传算法 ,该方法结合了遗传算法、进化策略和模拟退火算法的优点 ,利用该思想编制的程序能够很快地得到满意的结果 ,并且为高自由度的人 -车 -路闭环系统模型的综合评价提供了方法 。

基于人-车-路三自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了更准确地评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,将人-车-路组成的系统简化成三自由度振动模型,依据牛顿法建立了振动微分方程,采用传递矩阵法对其进行了求解,进而建立了考虑人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。结果表明,该评价方法能考虑不同路面类型以及公路等级的影响,对于不同等级路面的评价结果与实际情况一致,而国际平整度指数、功率谱密度和平整度标准差在部分工况下不能很好地描述路面的舒适性。

人-车-路闭环系统操纵稳定性的模糊评价及其仿真

在人-车-路闭环操纵稳定性评价指标中引入内含“人的思维模糊性”的数量化方法。首先引入主观因素——驾驶员对有效视程的模糊认识,随后进行客观的分析与推理,最后给出了由于驾驶员对视距的模糊估计而导致的对操纵稳定性评价的分布区间及评价指标可能性分布的显表达式。在理论分析的基础上,进行了仿真与优化试验分析,仿真与优化试验的结果表明,对有效视程“较大”的置信度大时,侧向位移响应的模糊分布区间上下确界明显,且上下确界对预期轨迹的跟随性都较好。当置信度小时,侧向位移响应的模糊分布区间上下确界存在交叉点,上界,即有效视程“大”,对预期轨迹的跟随性好,下界,即有效视程“小”,对预期轨迹的跟随性差。解决了由于驾驶员对有效视程认识上的个体差异而导致的对同一辆车操纵性主客观评价分散性的数学描述问题。

人-车-路闭环系统中的双离合器式自动变速器车辆换挡规律

结合不同驾驶员意图、整车质量参数和道路状况,制定了人-车-路闭环系统中双离合器式自动变速器车辆的修正型换挡规律。对修正型换挡规律下的系统进行仿真研究表明,该规律有助于消除频繁升降挡现象。基于xPC平台,建立了干式双离合器式自动变速器控制系统的硬件在环仿真试验台。结合复杂路面,采用比例-积分-微分控制器,针对普通和修正型换挡规律两种情况分别进行硬件在环仿真,结果验证了修正型规律有效性,有助于减少作动器的动作次数。

人-车-路闭环的汽车稳定性控制模拟仿真试验研究

操纵稳定性控制是提高汽车安全性的重要措施。通过对理想二自由度模型的改进,建立了以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量,离散PID控制的稳定性控制方法,并制定了轮胎制动力分配策略。基于CarSim和LabVIEW搭建了人在环路的仿真试验系统,进行紧急双移线试验、蛇行试验等"人-车-路"仿真试验,验证了稳定性控制策略的有效性。所搭建的仿真系统可扩展性强,有助于快速开发车辆稳定性控制系统。

人-车-路耦合系统振动分析及舒适度评价

基于人体动力模型和7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁进行模拟,通过车轮与路面接触处的位移协调方程和车路相互作用力的平衡关系建立人-车-路耦合振动方程,采用New-mark积分法对方程组进行求解。对小型汽车在路面上行走过程进行了仿真分析,采用乘坐舒适度指标对人体振动舒适性进行评价,为从乘坐舒适度角度来评价路面不平顺提供了理论依据,并对路面级别、车速、乘坐者数量以及车辆各参数对系统振动的影响进行了初步讨论。

人-车-路互动模式虚拟仿真系统

基于互动模式仿真,提出并开发了面向交通安全问题研究的、基于VR技术的人车路互动模式虚拟仿真系统,并阐述了系统的结构、软硬件组成和工作原理,讨论了系统实现中的若干关键技术,包括驾驶人交互操作信号数据采集技术、车辆动力学网络解算技术、基于Creator的虚拟场景建模技术、基于Vega的视景驱动技术、碰撞检测技术、三通道同步视景显示技术、基于Multi-Agent的车辆行为建模技术、仿真状态信息的动态显示技术等。实际的应用结果表明,该系统可以在道路设计阶段对设计方案进行量化的运营效果模拟和安全评价,从而达到优化设计方案、提高道路运营安全性的目的。

考虑汽车动态响应的人-车-路闭环仿真模型

从轮胎的侧偏性、悬架结构的受力特性等方面着手,并考虑道路横坡和超高的作用,建立了适用于道路安全研究的三自由度动力学模型.结合单点预瞄最优曲率模型和道路线形模型———SK模型,建立了考虑汽车动态响应的人-车-路闭环仿真模型,并提出求解方法.该模型在驾驶仿真和行车安全分析中得到了应用.

基于人-车-路闭环系统的变传动比控制规律

提出了一种具有变传动比功能的电动助力转向(EPS)系统,并建立EPS系统变传动比数学模型.采用固定转向增益的控制策略,鉴于特征车速对稳定性的影响,以及转向盘转角对操纵性的要求,提出变动比控制规律的2种方案:方案1是由固定横摆角速度增益和侧向加速度增益得到的变传动比控制规律进行分段线性叠加得到的控制规律;方案2是在方案1的基础上进行转向盘转角修正得到的控制规律.为验证所提出的2种方案,建立了人-车-路闭环系统.基于线性矩阵不等式方法,设计了无刷直流电动机的角位移跟踪鲁棒PID控制器.进行了单移线道路仿真试验,并从转向盘转角和路径跟踪的性能方面,对2种方案进行了对比分析.仿真试验结果表明:变传动比控制规律方案2的整体性能优于方案1.

基于人-车-路耦合振动系统的儿童乘坐舒适性

根据拉格朗日原理,建立了基于人-车-路耦合振动的12自由度动力学数学模型;借助MATLAB/Simulink平台,分析车速、路面不平度、汽车前后轮迟滞性及左右轮相干性的特点;构建了随机路面激励时域模型;采用时域和频域分析了在不同路面及不同车速下汽车对儿童头部、臀部振动影响。研究表明:通过提高路面等级及车速可以提高儿童的乘坐舒适性;儿童对5～10 Hz的低频及15,23 Hz的中频振动最为敏感;适当地降低座椅刚度、提高阻尼及合理地布置座椅位置可以提高儿童的乘坐舒适性。

基于人-车-路综合影响的期望速度研究

基于汽车性能、驾驶人心理生理状况、道路横断面宽度以及路段限速条件对驾驶人行车速度进行详细分析,通过对人-车-路综合影响下的期望速度进行研究表明:期望速度与道路等级及设计速度并无直接关系而且也不是定值。论文探讨并提出了考虑人-车-路综合影响的期望速度计算方法,可以为运行车速预测模型的研究以及高速公路限速管理提供参考。

侧向风荷载对人-车-路系统耦合振动的影响分析

采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对模拟风速场及侧向风速大小对车辆乘坐舒适度的影响进行讨论.分析表明:静态风减小了人体、车辆振动加速度的最大值,但对其加速度均方根值没有影响;脉动风作用下人体振动加速度最大值略有变化,但均方根值却增大较多;侧向风荷载场对路面结构的振动几乎没有影响;平整路面下乘坐者出现不舒适感的临界风速为55m/s,A级不平整路面出现不舒适感的临界值为15m/s.

基于人-车-路关系模型的交通事故信息管理研究

对复杂而庞大的交通事故信息进行计算机管理,可以使相关数据的输入、导出、维护、查询及统计变得方便易行。作者结合交通事故统计研究的需求,对交通事故包含的数据变量进行了论证,在Paradox数据库上建立了人、车、路关系模型,并在Delphi软件平台下开发了数据库的客户端界面,由此构建了一个交通事故信息管理系统的基本框架。本文的设计实现了数据的录入、浏览、修改、查询、统计等功能,可用来管理各种交通事故信息,并为交通安全相关性分析提供基本的、有针对性的数据源,亦可通过添加功能模块来对程序进行扩展,用于开展深入的数据分析。

五自由度人-车-路模型振动分析

基于人-车-路相互作用,建立了五自由度的人车路模型。运用频域法求解汽车动载荷的幅频特性和功率谱密度、加速度放大因子与加速度谱。利用建立的模型对汽车振动特性进行了分析。研究了汽车载荷与行驶安全性、加速度与振动舒适性之间的关系。分析结果表明,五自由度模型体现了人体振动舒适性与路面不平度的响应关系,对于分析路面结构的动力响应有重要价值。

考虑人-车-路耦合的路径跟随过程操稳性预测研究

为更早预测车辆的操稳性失稳风险,针对性解决传统“人-车-路”耦合系统中“路”先验信息未知和由此导致的“人”输入难预测问题,借助先进辅助驾驶系统提供的前方预瞄路径,提出结合驾驶员转向模型及车辆非线性动力学模型的操稳性预测方法.构建“人-车-路”闭环反馈驾驶员模型,对跟随道路曲率的驾驶员转向行为进行预测;将当前车速与预测转向作为三自由度非线性动力学模型的输入,实现跟随前方路径的操稳性状态预测;通过Simulink-Carsim联合仿真及驾驶员模拟器硬件在环对比,进行双移线路径、变曲率路径和蛇形路径工况模拟.所提方法的操稳性状态预测值与实际值吻合良好.

人-车-路虚拟仿真系统研究

虚拟仿真技术具有高度沉浸感和实时交互的特点,已成为研究人-车-路系统协调性的重要技术手段。提出了人-车-路虚拟仿真系统的结构,并在基于C reator的基础上,虚拟了场景建模、驾驶人车速控制模型、车辆动力学模型,基于V ega视景仿真的基础上进行了软件开发。通过应用碰撞检测、三通道视景同步显示、M u lti-A gen t车辆行为建模等技术提高了场景的渲染逼真度,获得了良好的虚拟仿真效果。

“人-车-路”闭环仿真研究

汽车行驶的安全性不只取决于汽车自身的性能,还受驾驶员状况及道路状况的影响。文中在对汽车、驾驶员及道路进行分析研究的基础上,选择汽车、驾驶员和道路模型,建立了"驾驶员-汽车-道路"闭环模型,利用MATLAB语言开发了该闭环模型的仿真软件,并进行了汽车稳态转向特性校正试验、角阶跃输入试验及汽车弯道运行对比试验等仿真研究,进而对所建闭环模型进行了评价。

具有随机道路输入的人-车-路闭环操纵系统的响应分析与操纵安全性评价

本文建立了一种平衡随机道路输入的数学模型。应用精细积分法,进行了具有此类随机道路输入的人-车-路闭环操纵系统响应的仿真研究与汽车的主动安全性评价。该方法不仅为精确算法,而且可以缩短汽车主动安全性的评价周期,避免实车试验带来的巨大的经济负担。结合实例,说明该方法是正确的,其结果是有效而合理的。

基于人-车-路-环境的车辆安全运行区域研究

车辆安全运行区域的确定对于提高行车安全具有重要的意义。以高速公路为背景,作者通过综合考虑车辆的行驶状态、驾驶员疲劳程度以及天气状况等因素对车辆的安全运行区域的影响进行了研究。目的是根据车辆当前状态,结合运行参数对危险行驶区域做出警示,减少驾驶员的负担和判断错误。算法部分分别针对跟车模式和超车模式搭建模型,对安全运行距离和区域进行了求取,最后设计了虚拟现实仿真场景对车辆的行驶过程进行了模拟。多次实验表明,本文安全运行区域模型具有很好的稳定性和准确率。