寒冷地区电液制动器的油液黏度-时间模型及制动特性研究

针对寒冷地区电液制动器制动力和制动力矩不足等导致水闸制动系统发生溜车问题,基于液压油Vogel黏温模型以及当地温度变化数据,构建了油液黏度随时间变化的黏度-时间模型,并基于该模型对电液制动器制动过程中油液流动特性进行了研究,然后对电液制动器制动性能进行了定量分析。结果表明:在制动过程中,电液制动器液压油压力主要分布在活塞底腔,且随着黏度增大而逐渐增大,当油液黏度为662.4 Pa·s时,压力达到1.455×10^(-3)MPa,电液制动器液压油在叶轮中心轴部位会出现涡流循环,其循环强度随着油液黏度的增加而逐渐增加;在给定工况下,该电液制动器的最小制动力为1098 N,最小制动力矩为274 N·m。而这一制动力矩已低于该电液制动器工作力矩范围,此时可以通过更换该月份黏度更小的液压油或增设预加热系统等措施来提高其制动力和制动力矩,从而实现正常制动。

参数扰动对一种先前的车辆制动控制和防护方法的影响

探究了作者早先提出的一种车辆制动控制防护方法在参数扰动下的防护效果。用MADYMO虚拟仿真软件,对4种形状的典型车头开展了仿真,分析了以下参数:人体头部与车体首次接触时间、制动系统协调时间、路面附着因数:扰动时,对该制动控制防护方法的影响。结果显示:在人体头部与车体首次接触时间时为80~100 ms时,对加权伤害费用(WIC)降幅的影响最显著,但不同车型下的参数敏感性排序存在差异。在路面附着因数扰动为0.45~0.80时,人车碰撞损伤未增加;但地面所致WIC降幅均大于零,可有效降低人地碰撞损伤。在制动系统协调时间参数扰动区间为80~350 ms时,该车辆制动控制防护方法仍然保持有效。

基于动态碰撞时间的自动紧急制动策略设计

针对基于碰撞时间(TTC)的传统自动紧急制动(AEB)策略未考虑自车车速的局限性,提出了一种考虑车速的动态碰撞时间阈值模型,设计了基于动态碰撞时间阈值的AEB控制策略。为保证制动过程的舒适性与安全性,确定了两级制动策略并对减速度的变化率进行限制,利用PI控制算法完成车辆减速度控制,并通过仿真确定不同车速下的TTC阈值,建立动态碰撞时间阈值模型。硬件在环仿真结果表明:在保证舒适性的前提下,相比于传统AEB策略,所设计的AEB策略避撞成功率提高了47.6%,具有更优的综合性能。

基于电动汽车制动安全检测的短时工况及方法研究

常规的制动安全检测通常采用长时间、极端工况,但可能会失去准确的工作范围。针对这一不足,首先提出一种踏板稳定模式的短时工况试验方法,该方法结合了现有的测试标准,并不限于单一的极端制动模式,而是可以考虑电动汽车的快速稳态运行。在此基础上,基于机器学习对运行片段回归并通过连续拼接构建短时工况。利用短时工况提出一种改进的制动安全检测方法,该方法通过主成分分析对制动片段的特征参数进行降维,同时根据特征参数计算制动片段的重复性距离判断安全隐患。最后,通过在测试台架上跟随短时工况,验证所提出的短时工况和制动安全检测方法的有效性。

考虑车辆运动预测的AEB系统控制策略

针对自动紧急制动(autonomous emergency braking,AEB)系统弯道适应性差及舒适性不佳的问题,提出了一种基于高斯过程运动预测,考虑变曲率弯道和制动舒适性的AEB系统控制策略。基于三次样条曲线建立行车道路模型,对前车进行定位,并计算相对曲线距离。考虑车辆运动的非线性特性以及时间效应,建立基于高斯过程理论的车辆运动预测模型,设计了基于预测碰撞时间的分级预警与制动控制策略。联合仿真结果表明:提出的控制策略能够有效实现车辆的避撞,解决了AEB系统在复杂动态工况下的弯道适应性和制动舒适性问题。

计及实时最大功率约束的高速磁浮列车再生制动能量存储利用

针对高速磁浮列车牵引供电系统结构及运行规则特殊性导致再生制动能量无法主动利用、能量回馈方式对局域网电压影响大的问题,在对高速磁浮列车牵引供电系统结构和能量流动机理进行分析的基础上,给出基于地面式超级电容储能的高速磁浮列车再生制动能量回收利用系统拓扑结构;考虑高速磁浮列车再生制动能量回收系统容量配置小、超级电容工作电压变化明显的特性,以高效回收再生制动能量为目标,将储能系统实时的可运行最大功率作为约束功率,制定相应的能量管理策略,实现系统不同工况下的能量管理,并通过分层控制策略实现整个再生制动能量利用系统的高效运行。通过仿真验证所提再生制动能量回收利用系统及控制策略的有效性,结果表明:所提方案可使高速磁浮列车牵引能耗降低21.83%;与储能系统采用固定功率约束的功率分配方式相比,再生制动能量利用率提高了11.9%。

中低速磁浮列车制动过程的时滞补偿预测控制

中低速磁悬浮列车制动过程中具有非线性强、时滞大、时滞特性难处理等特性,传统列车制动控制方法难以实现对磁浮列车制动过程的精准速度控制。为解决中低速磁悬浮列车制动过程的时滞问题,提高制动控制精度,提出一种中低速磁浮列车制动过程的时滞补偿预测控制方法。首先,根据中低速磁悬浮列车实际运行数据,利用带有遗忘因子的递推最小二乘法辨识列车模型参数,建立列车自回归模型。然后,根据得到的受控自回归积分滑动平均模型和Smith预估器构建带时滞补偿的广义预测控制器并分析其控制律更新过程,实现对中低速磁悬浮列车制动过程的纯滞后补偿,降低列车制动过程中时滞特性的影响。最后,基于某磁浮线现场数据,以中低速磁悬浮列车制动过程为被控对象进行实验仿真,并比较时滞补偿广义预测控制方法与传统广义预测控制方法对于中低速磁悬浮列车制动过程速度跟踪控制的效果。仿真结果表明:所设计的时滞补偿广义预测控制器能够以更高的精度实现对中低速磁悬浮列车制动过程的速度跟踪,且与传统广义预测控制方法相比,系统跟踪误差更小并具有更好的控制性能。所提出的时滞补偿广义预测控制算法不仅解决了中低速磁悬浮列车制动过程的时滞问题,而且有效提高了列车制动控制的精度,验证了该方法的有效性。

自动紧急制动系统仿真及测试平台研究

为了解决自动驾驶虚拟场景测试存在的缺少实物联动和实车里程测试周期长、成本高等问题,基于虚拟场景构建技术并结合自动驾驶汽车线控底盘架构,设计了多计算机系统、通信、信号采集和轮速模拟等硬件模块,搭建了一套自动紧急制动系统仿真测试台架。根据自动紧急制动(AEB)系统工作原理,基于碰撞时间(TTC)的安全距离模型,设计了AEB系统三级控制策略算法。通过CarSim构建虚拟仿真场景和车辆模型,在仿真测试平台上,对AEB控制算法进行目标静止、目标移动和目标制动三种工况下的自动制动性能测试。测试结果表明,被测AEB在三种测试工况下均能控制车辆制动减速,避免发生碰撞,具有良好的制动稳定性。测试平台实现了对AEB系统的仿真测试与结果显示,验证了所设计的测试平台的可行性,并能够满足AEB的测试需求。

基于预设性能的飞机全电刹车系统滑模控制

针对飞机全电防滑刹车系统具有较强的非线性特征,以及机电作动器(EMA)中存在的干扰不利于系统稳定性,提出一种有限时间预设性能反演滑模控制方法。在合理简化的基础上,建立含滑移率子系统和EMA子系统的飞机全电防滑刹车系统的数学模型,并引入有限时间预设性能函数;利用预设性能反演控制方法设计滑移率控制器,获得参考刹车压力控制率,保证滑移率跟踪误差在有限时间内收敛到预设范围内;为跟踪参考刹车压力,利用非奇异终端滑模控制方法设计EMA控制器,针对EMA中存在的干扰,设计扩张状态观测器估计,并在控制器中进行补偿,提高控制器的鲁棒性和控制精度;通过干跑道和冰跑道2种情况下的数值仿真验证所提方法控制效果。

基于GAN-GRU的电梯制动力矩预测方法

电梯制动器的制动力矩是影响电梯运行安全的关键参数,利用深度学习算法对其进行预测,能为电梯的安全使用和后期维保提供重要参考。基于门控神经网络(GRU)预测模型,结合生成对抗网络(GAN)的基本思想,以1D-CNN作为鉴别器,提高电梯制动力矩预测模型的泛化能力。利用实验数据进行训练,获得的预测结果方均根误差为1.024 4,并与常用的时间序列分析模型如GRU、LSTM等进行对比,结果表明:所提出的方法在电梯的制动力矩预测精度上具有明显的优势。

重载组合列车空电联合制动施加时机匹配策略研究

重载列车在长大下坡道运行时需采用空气制动和机车电制动配合使用的空电联合制动模式,以保证列车有足够大的制动力,从而避免加速过快。因重载列车质量大,且该制动方式有可能造成车钩力叠加,导致产生更大的纵向冲动,严重时会威胁列车运行安全。加之重载组合列车为分布动力模式,从控机车作为空气制动信号传播源和动力制动源之一,导致其相较单编列车受力更为复杂。文章基于空气流动理论和多刚体动力学原理,建立了万t和2万t重载组合列车仿真模型,分析了空电联合制动施加时机匹配策略对纵向冲动的影响,并提出了可减小纵向冲动的施加策略。结果表明,通过调整空气制动和电制动的配合施加时机,可避免空气制动以及电制动产生的压钩力峰值叠加,或使空气制动产生的拉钩力抵消电制动产生的部分压钩力,有效降低列车的车钩力水平,为重载组合列车优化制动策略提供了理论依据和数据支撑。

高速动车组制动盘疲劳寿命模型研究及应用

为掌握制动盘实际服役状态下的疲劳特性,从高速动车组铸钢制动盘材料本身的疲劳性能切入,对国内某厂家铸钢制动盘材料在不同温度、不同应力状态下进行了有限寿命疲劳试验研究,建立了制动盘材料温度—应力—疲劳寿命模型。基于研究建立的制动盘疲劳寿命模型,为制动盘在不同服役工况提供可用次数参考。以坡道线路上进行一次紧急制动工况为算例,对铸钢轴装制动盘温度和热应力进行仿真分析,获得该工况下制动盘可用次数。

列车相对制动安全间隔模型的参数敏感度分析

基于相对制动安全间隔模型的虚拟编组列车间安全间隔的量值大小对轨道线路的通行能力规划、基础设施建设以及车的设计等产生巨大的影响。为充分发挥虚拟联挂列车运行高效性并确保其行车安全,文章对影响安全间隔大小的关键参数进行敏感度分析,采用安全时距模型定性分析和模型加算法联合仿真定量分析的方法,得出相对制动安全间隔模型中的关键参数变化对停站时间差的影响程度。用单因素轮换法获得对应参数局部敏感度排序,由大到小分别为制动率、响应延迟时间、“制动建立”阶段时间和目标停站间距,从而指出关键参数选取的范围和原则以及安全间隔设计的优化方向。为使停站时间差可控且达到小于4 s的目标,进站过程采用3阶段紧急制动模型,并推荐了适宜的典型组合指标,即在后车制动率大于1.0 m/s^(2)、响应延迟时间小于1 s、最小安全间距2 m的基础上目标停站间距大于4 m,为现阶段列车虚拟联挂技术的工程化实施提供依据。

重症监护室脑出血患者ICU获得性衰弱发生的主要危险因素分析及护理对策

目的探究重症监护室脑出血患者ICU获得性衰弱(ICU-AW)发生的主要危险因素分析及护理对策。方法研究对象为2021年1月至2023年9月期间我院ICU收治的203例重症脑出血患者,收集患者相关资料,调查患者ICU获得性衰弱发生率,根据患者是否发生ICU获得性衰弱进行分析,ICU获得性衰弱组(n=36),非ICU获得性衰弱(n=167),对比两组患者各项资料间存在的差异,分析患者ICU获得性衰弱发生的相关因素,通过Logistic回归分析脑出血患者ICU获得性衰弱发生的主要危险因素并提出护理对策。结果203例脑出血患者中有36例发生ICU获得性衰弱,发生率为17.73%(36/203),ICU-AW以术后2~7 d为主要发生时间,最先发生衰弱部位是下肢。通过单因素分析,两组年龄、性别、体质量指数(BMI)、ICU住院时间、临床治疗情况(肾脏替代治疗、使用氨基糖苷类药物)、血钙水平、麻醉分级、皮肤瘙痒对比,P>0.05;两组合并多器官功能障碍、神经肌肉阻滞剂、乳酸水平、白蛋白水平、术后制动、机械通气时间、使用糖皮质激素对比,P<0.05;多因素Logistic回归分析,术后制动、使用糖皮质激素、乳酸水平、合并多器官功能障碍是导致ICU-AW发生的主要危险因素(P<0.05)。结论ICU-AW的发生与患者乳酸水平、使用糖皮质激素、机械通气时间、术后制动以及合并多器官功能障碍具有密切关系,对患者进行针对性采取干预措施,降低ICU-AW发生率,改善预后。

电容式加速度传感器下电梯制动器制停时间预测算法

电梯制动器制停时间的预测需要大量的实时传感器数据,由于受到噪声和不准确度等因素的影响,存在数据稀疏性和不完整性的问题,导致预测精度与效率较低。为此,提出电容式加速度传感器下的电梯制动器制停时间预测研究。采用电容式加速度传感器实时采集电梯制动器制停过程中的加速度数据;对采集的数据进行二阶正反馈带通滤波处理,消除可能存在的噪声或不必要的频率成分;利用傅立叶分析技术对加速度数据进行误差补偿处理,以减少由于传感器本身或其他因素引起的误差对制停时间预测的影响;基于已经滤波和误差补偿过的加速度数据,结合牛顿第二定律可以估算出电梯制动器的制停时间。经实验证明,设计方法预测平均百分比误差小于1%,预测耗时短于1ms,可以实现对电梯制动器制停时间高精度快速预测。

Maxwell_3D的电磁制动器线圈设计与仿真研究

文章以电压28V,制动力矩0.2N.M的牙嵌式电磁制动器为例,通过分析制动器的几何模型、漆包线的规格和匝数,基于Max‐well_3D仿真软件设计出5组线圈参数数据,经过对这5组数据进行研究、分析、比较,确定数据为线径0.18、绕制1426匝的方案,产生的吸合力最大,满足设计要求,得出一种简单、可行的电磁制动器设计方案。

弯道AEB系统的目标识别算法及控制策略研究

针对现有的自动紧急制动(autonomous emergency braking,AEB)系统在弯道工况下存在误识别的情况,提出一种基于曲线坐标转换法的目标识别方法。通过传感器反映道路模型几何信息,利用曲线坐标转换法定位主车与目标车辆的位置,计算车辆之间的相对距离,采用逻辑门限制法确定危险目标车辆。针对基于安全距离模型或者碰撞时间(time to collision,TTC)算法的传统避撞算法无法兼顾制动过程中的安全性和舒适性问题,提出一种融合优化的Honda算法和TTC算法的纵向避撞控制策略。利用TTC算法作为前向碰撞预警策略,根据优化的Honda算法设计自动紧急制动策略。仿真结果表明,基于曲线坐标变换的方法能够精确计算主车与目标车辆之间的距离,准确且高效地识别危险目标车辆,基于安全距离算法和TTC算法协同控制的融合算法有效避免车辆纵向跟驰碰撞,兼顾了紧急制动过程的安全性和舒适性。

参数扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护风险

为了解首次松开制动时刻(t1)扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护方法的使用风险,基于一个包括3种速度、4种行人尺寸和2个行人步态的虚拟仿真系统,设计并用MADYMO开展1920次仿真。对比分析后发现:车辆制动控制方法在无参数扰动时能有效降低人地碰撞损伤且不增大车辆所致损伤;t1扰动下,WIC降低、车辆所致HIC15不变、地面所致HIC15降低、落地姿态不变的案例占比分别为86.1%、98.61%、90.16%和90.97%,表明车辆制动控制方法具有很强的抗扰能力;t1越早越可能增大车辆所致损伤,而t1越晚越可能降低头地碰撞损伤防护效果。进一步分析发现,t1扰动下人地碰撞损伤增加的主要原因有人车长时间不分离、人体从车体边缘掉落、落地姿态改变、完全制动组中伤害已经极低等;而保险杠长度、发动机罩盖倾斜角等参数显著影响制动控制方法的抗扰能力,其中保险杠长度越小、发动机罩盖倾斜角越大,制动控制方法的抗扰动能力越强。

制动性能对重载列车纵向冲动影响仿真分析研究

对于必须经常制动的重载列车,空气制动系统不应该存在故障。在这些列车中,远离机车的车辆比其他车辆晚几秒制动。相邻车辆制动之间的时间延迟很大程度上取决于主制动管中压力波(制动信号)的传输速度,该速度大约比自由空气中的声速低10-25%。后部车辆的滞后制动意味着后车与前车相撞,在缓冲器和车钩上产生较大的压缩力。这些压缩力主要是纵向的,被认为是产生机车车辆和轨道结构维修大量费用以及列车安全运行恶化的原因。相邻车辆的制动时间延迟,以及列车的车内动态相互作用,通过改变动力装置(机车)沿列车的位置而有很大不同。本文利用仿真分析技术,研究紧急制动过程中制动性能的位置对列车纵向冲动的影响。结果表明,列车之间动态相互作用的方式以及列车纵向压缩力和拉伸力的大小发生了巨大变化.

自适应驾驶员特性的前撞报警算法设计

汽车前撞报警是汽车辅助驾驶系统的重要组成,但应用到复杂路况时,会产生误警率高、不同驾驶员的可接受性差等问题。通过真实道路试验,采集乘用车驾驶员特性试验数据,根据驾驶员在全部跟车工况下的制动过程分析,提取安全工况与危险工况的数据,提出基于制动习惯自学习及避撞时间的前撞报警算法,为实现基于驾驶员特性的前撞报警提供理论支撑。