《车辆动力学及控制》教学方法新探索

《车辆动力学及控制》是车辆工程专业的一门专业课程。该文基于构建工程人才为核心的STEM教育理念,以车辆垂向动力学及控制为例,围绕动力学规律(S)、仿真分析(T)、悬架设计(E)、控制方程(M),开展项目学习、问题导向和学科融合的教学方法探索。结合作者的教学实践,通过使用仿真软件,将枯燥的理论知识可视化;利用现代化教学平台,对部分教学内容与问题解答开展云端教学实践;利用课后差异化的辅导,帮助学有余力的学生积极探究更深层次的知识。从而,提高学生的参与度和学习兴趣,引导和启发学生从实际工程中发现问题,并灵活运用所学的专业知识分析解决工程实际问题。

自适应积分终端滑模的自主车辆路径跟踪控制

为了实现自主车辆在复杂行驶环境下有效的路径跟踪功能,车辆必须配备一个拥有鲁棒性的控制系统,因此提出了一种自适应积分终端滑模控制策略。首先,采用了一个二自由度的车辆动力学模型以及一个简化运动学模型,用来描述车辆行驶时的横向动力学和路径跟踪特性;其次,设计了一种自适应积分终端滑模控制器,并利用李雅普诺夫稳定性判据证明了该控制系统的稳定性;最后,利用Matlab-Carsim联合仿真平台,以不同的车速分别在冰雪路面和干沥青路面上进行仿真测试,验证了所设计控制器的性能。仿真结果表明:当车辆行驶在不同的路面和速度工况下时,相较于传统滑模控制以及非奇异终端滑模控制,自适应积分终端滑模控制不仅拥有更高的控制精度,同时具有更强的鲁棒性能。