递归对角神经网络算法在汽车主动悬架控制系统中的研究

考虑汽车主动悬架的控制效果,应用汽车系统动力学理论建立七自由度整车悬架模型;采用电磁阀式减振器技术方案,对主动悬架控制系统进行了总体方案设计;在递归对角神经网络算法的基础上构建了主动悬架控制器,利用遗传算法进行神经网络权值训练。Simulink和d SPACE实时硬件在环联合仿真结果表明:在间歇颠簸路面激励作用下,对车身垂向加速度、轮胎动行程所进行的仿真分析,以及对车辆座椅进行的振动分析,都说明该算法对主动悬架具有较明显的控制效果,较好地提高了行驶平顺性和操纵稳定性。

重型半挂汽车列车主动转向控制策略研究

为了提高重型半挂汽车列车的高速操纵稳定性,基于模糊控制和PID理论,提出了一种牵引车加挂车主动转向控制策略。首先,在MATLAB/Simulink软件中建立三轴重型半挂汽车列车的三自由度线性模型,并对模型有效性进行验证;其次,以三自由度线性模型与TruckSim非线性模型的牵引车横摆角速度偏差及偏差变化率为输入,设计了牵引车后轮主动转向模糊控制器,同时,以挂车横摆角速度偏差设计了挂车车轮主动转向PID控制器;最后,利用MATLAB/Simulink与TruckSim进行联合仿真,分别对牵引车加挂车主动转向控制、牵引车主动转向控制和传统无控制车辆进行双移线工况及重型铰接式车辆后部放大(Rearward Amplification,RWA)性能测试。结果表明,所设计的牵引车加挂车主动转向控制策略相比传统无控制车辆优势明显,有效减小了车辆横摆角速度、质心侧偏角和铰接角等值,牵引车与挂车最大横向位移偏差分别降低了13.75%和29.17%,且RWA比率降低了13.32%,显著提高了重型半挂汽车列车的高速路径跟踪性能及操纵稳定性能。

电动汽车EMT换挡拨块异常磨损分析及控制

针对某纯电动汽车开发电控机械变速器(EMT)控制系统,可靠性试验阶段普遍出现高挡侧换挡拨块早期异常磨损,导致无法正常换挡。为解决该问题,从执行机构换挡过程及磨损原因展开分析,围绕造成单侧磨损的换挡力控制策略、同步转速差及拨叉位置精确控制等因素,随机选取样件开展高挡、低挡换挡力差异对比,捕捉分析换挡异常过程数据,提出相应的改进措施。后续台架试验结果表明:换挡拨块磨损量均在产品允许的范围内,改进措施有效。

电动汽车电池箱轻量化设计

对电池箱进行轻量化设计时,为选择合适的轻质材料,使其与电池箱不同位置板件进行匹配以充分发挥材料性能,采用基于CRITIC权重的TOPSIS法和正交试验的方法。建立了电池箱常用金属材料各项性能的决策矩阵,使用基于CRITIC权重的TOPSIS法进行标准化处理,消除不同组数据的量纲差异,确定各组数据的客观权重,计算各方案的相对贴合度,从中选出备选材料;使用正交试验设计和极差分析将备选材料与电池箱不同板件进行匹配,得到多材料电池箱,对多材料电池箱进行尺寸优化。优化后的电池箱模型在满足强度、刚度和低阶模态频率等要求的基础上减重5.3 kg,减重率达11.37%。

汽车涡轮增压器轻度喘振分析及路径控制优化

以某车型涡轮增压器为研究对象,通过道路试验及频谱分析对车辆加速过程中的“嘶嘶”声进行识别,结果表明噪声频段为700~1600Hz,确认涡轮增压器发生轻度喘振。继而通过路径控制优化的方式解决轻度喘振问题,设计了相应的宽频消声器且对消声器的消声性能进行仿真计算,结果显示消声器在700~1600Hz频段的传递损失都在10dB以上。最后进行实车测试,安装宽频消声器后,车内“嘶嘶”声明显改善,提高了整车NVH性能。

基于滑模控制的汽车横向预瞄驾驶员模型

根据恒定橫摆角速度假设,建立单点预瞄横向驾驶员模型,结合滑模变结构控制理论,建立了以橫摆角速度为控制变量的滑模控制横向预瞄驾驶员模型。联合CarSim和Simulink进行仿真,对所建驾驶员模型的路径跟踪性和操纵稳定性进行验证。结果表明:所建立的2种驾驶员模型都具有较高的路径跟踪性和操纵稳定性,滑模控制驾驶员模型在高速工况下的路径跟踪性能更好,控制效果更优。

基于前馈-反馈联合控制策略的4WS汽车仿真与研究

为了改善汽车行驶过程中的操纵稳定性,提出四轮转向(four wheel steering,4WS)联合控制方法。采用零质心侧偏角前馈控制器和横摆角速度模糊PID反馈控制器,对某4WS汽车后轮进行前馈-反馈联合控制。利用CarSim与MATLAB/Simulink分别搭建了4WS整车模型和控制算法模型,并在角阶跃工况下对4WS汽车进行了联合仿真实验,分析质心侧偏角和横摆角速度变化。结果表明:与前轮转向和零质心侧偏角前馈控制方式相比,4WS联合控制策略能明显提高不同车速下的汽车操纵稳定性,综合控制效果较好。

路面识别算法在汽车制动控制中的应用

为了使车辆充分利用路面附着力,提出了实时路面识别算法。以车轮滑移率为控制目标,建立逻辑门限值控制器和典型路面曲线指数模型。在CarSim中建立整车模型,设定不同工况下的制动模拟试验,以左前轮为研究对象,估算当前路面的峰值附着系数和最优滑移率。结果表明:建立的逻辑门限值控制器有效提高了汽车的制动性和安全性,算法可以较为精确地估算出行驶过程中的路面附着系数和最优滑移率。

基于差动制动的单拖挂汽车列车道路跟踪控制

对汽车列车的运动特点进行了研究,建立了考虑铰接角的单拖挂汽车列车驾驶员模型;对挂车制动时车辆运动状态的变化进行了分析,设计了基于差动控制的道路跟踪控制器,建立了基于Simulink和Trucksim的联合仿真模型,验证了双移线工况下模型的路径跟随性和行驶稳定性。结果表明:基于差动制动的单拖挂汽车列车道路跟踪控制器,与单点最优预瞄驾驶员模型控制器和考虑铰接角的驾驶员模型控制器相比,转向过程更加平稳,提高了路径跟踪能力,降低了侧向加速度峰值,提高了行驶稳定性。

某汽车鼓式制动器虚拟样机的建模与仿真分析

为研究鼓式制动器的模拟仿真情况,将摩擦片分别视为刚性体和柔性体。基于多体动力学分析软件ADAMS和有限元软件ANSYS,提出鼓式制动器多刚体模型和刚柔耦合模型的建立方法,得到制动性能仿真结果,然后分别与理论制动力矩相对比。结果验证了模型的正确性,且刚柔耦合建模方式更加合理。

汽车半轴动力吸振器的应用研究

论述了半轴吸振器的设计优化原理以及影响动力吸振器减振效果的因素,针对某SUV车型加速时半轴弯曲共振引起的车内轰鸣声问题,分析了动力吸振器参数对其应用效果的影响,并设计试验对半轴动力吸振器的固有频率测试方法、安装方式、安装位置进行了研究,根据研究所得结论结合动力吸振器设计优化原理,对动力吸振器的参数以及安装方案进行修正,成功消除了加速工况下的车内轰鸣声。

汽车通用混合网络架构设计

提出了一种基于CAN、FlexRay和以太网的车载混合网络架构。以NXP MPC5748G和INFINEON AURIXTC265为微控制器,分别在2款整车控制器上实现了整车网关设计,并对网关进行了实际测试和分析。测试结果表明:2款网关具有多种数据转发模式、网络管理和安全等功能,都满足设计要求,提出的网络架构可配置、复用性好并且易于实现,可降低开发成本和开发时间。

汽车零部件逆向三维设计中改进设计质量的若干方法探讨

汽车零部件和车身钣金件逆向设计中,为了减少三维模型与点云的误差、保证模型满足功能需求、提高设计模型的质量,提出了校正基准、点云分块、正逆向结合、阵列特征统一参数、以加工精度要求划分设计工作重心等方法,可降低建模工作的复杂度,减轻设计工作量,改进逆向设计模型的质量。

动力吸振器在汽车半轴减振减噪上的应用

为减小由汽车右半轴引起的轰鸣声,基于多岛遗传算法设计了一款汽车半轴动力吸振器。建立了汽车半轴动力吸振器有限元模型并预测其固有频率,与实测值进行对比验证。装车试验结果表明:加装汽车半轴动力吸振器后,前排右耳总噪声下降了8 dB,后排右耳总噪声下降了6 dB,司机座椅导轨振动量下降了50%。

基于拓扑优化的电动汽车变速器箱体轻量化设计

采用拓扑优化方法,将有限元法与变密度法相结合,以变速器箱体的质量最小化为目标,将轴承座孔处位移和箱体最大应力作为约束进行拓扑优化。根据优化结果对箱体模型进行二次设计及分析,结果表明:优化后箱体的质量减轻9.98%,并且满足强度使用要求。

三轴半挂汽车列车预瞄驾驶员模型设计

以三轴半挂汽车列车为研究对象,以混合型模糊PID为控制器,建立适应于三轴半挂车辆的两点预瞄驾驶员模型。基于序关系分析法建立目标函数,确定不同车速下的最优牵引车及挂车预瞄距离。结果表明:在车速为30 km·h^-1时,牵引车和挂车的预瞄距离分别为4 m和2 m,牵引车权重为0.9;在车速为70 km·h^-1时,牵引车和挂车的预瞄距离分别为10 m和8 m,牵引车权重为0.75,目标函数最小,控制效果最佳。基于最优预瞄距离、权重的两点预瞄驾驶员模型较自建的单点预瞄驾驶员模型和Trucksim自带的单点预瞄驾驶员模型相比,在超调量、稳定性、转向轻便性方面综合控制效果明显,可在中高速车速下应用,提高安全性。

某汽车同步器齿环热精锻工艺优化

目的提高某汽车同步器齿环精锻成形的材料利用率、成形精度及降低成形载荷。方法构建以飞边体积为优化目标、以坯料尺寸和初始温度为优化变量、以未出现欠填充和折叠缺陷为约束条件的优化模型,并将克里金模型和遗传算法相结合,提出全局优化算法。结果使用构建的优化模型和优化算法,经过100代优化得到了飞边较小且无欠填充、无折叠缺陷的同步器齿环热精锻工艺参数,并使用实验验证了该优化工艺参数的合理性。优化和验证实验结果表明,坯料内径为62 mm、坯料高度为17 mm、成形温度为700℃时,热精锻成形的齿环没有折叠和欠填充缺陷,且飞边体积减少了大约10%、成形载荷下降了23%。结论对镍黄铜同步器齿环的优化和实验验证表明,使用克里金模型和遗传算法相结合的策略是解决此类小样本黑盒问题的有效手段。

SGCNet:一种轻量化的新能源汽车电池集流盘缺陷检测模型

集流盘作为新能源汽车电池的重要组成部件,其质量好坏关系到电池的性能,对车内人员的生命安全有着重要影响。实际工业应用中,在有限的计算资源下对电池集流盘缺陷进行实时检测是一项具有挑战性的任务。为了减小模型大小和计算量,降低应用成本,本文提出一种轻量化的新能源汽车电池集流盘缺陷检测模型(SGCNet)。首先,采用ShuffleNet V2作为主干特征提取网络,采用分组卷积和通道重排技术,在提取有效特征的同时降低计算复杂度,降低参数量。其次,设计了轻量化的特征融合网络GC-FPN,采用轻量级GhostNet和CARAFE上采样算子,在减少参数冗余和保证检测精度的情况下充分保留特征图的语义信息,从而降低了计算成本。实验结果表明,SGCNet模型检测准确率达到了90.6%,模型大小为3.2 M,GFLOPs仅为3.6,帧率达到了178.6 fps。与目前先进的轻量化网络模型相比,具有较高检测精度和较低的计算量。最后,在嵌入式平台NVIDIA Jetson Nano上部署SGCNet模型,进行实时检测,每张图片的检测时间为0.07 s,满足实际工业中电池集流盘缺陷检测任务对精度和实时性的要求。

电动汽车EMT系统分析与故障诊断研究

介绍了一种用于电动汽车的电控机械式自动变速器(EMT)的系统结构和工作原理。根据电动汽车的电机控制策略、EMT的换档执行机构特点,分析了EMT系统的各种故障和故障原因。并基于CAN网络应用层UDS协议开发了EMT故障诊断界面。该EMT故障诊断系统的功能有效性通过电动汽车实车诊断得到验证,诊断性能满足电动汽车诊断的要求。

半挂汽车列车单点预瞄驾驶员模型参数研究

以半挂汽车列车与单体车为研究对象,应用最优控制建立方向控制驾驶员模型,建立目标函数研究驾驶员模型参数预瞄时间的特点与操稳表现。结果表明:驾驶员模型操纵半挂汽车列车行驶时可找到最佳车速和最佳预瞄时间来提高跟踪能力与侧向稳定性,最佳预瞄时间低车速时与单体车差异小、高车速时较单体车更长。