当期目录

2019年, 第41卷, 第7期　刊出日期：2019-07-25 上一期    下一期

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智能汽车传感器实时功能模型及验证 詹军, 董学才, 洪峰, 管欣, 王战古 2019 (7):  731-737.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.001 摘要 ( 992 )   PDF(3578KB) ( 861 )   传感器模型是智能汽车虚拟验证的重要环节。本文中针对大型虚拟仿真环境下智能汽车测试验证的需要,研究建立了毫米波、激光和摄像头实时功能模型。首先,模型基于网格化方法建立了仿真数据的有效管理和快速检索引擎,研究了一种满足大规模仿真环境中多车传感需求的快速对象提取方法;其次,基于阴影体算法研究了二维平面内对物体之间遮挡关系进行判断的快速算法,模拟了物体之间的遮挡效果;再次,按照传感器的输出,对惯性坐标系下的物体坐标转换到传感器坐标形成标准输出;最后,根据传感器噪声特征,建立了噪声模拟模型。在虚拟测试平台中建立了德尔福ESR毫米波雷达、Ibeo四线激光雷达、德尔福IFV300单目照相机模型,对模型进行了功能和性能仿真验证,结果表明,本文中建立的传感器功能模型可较为精准地仿真模拟探测障碍物,探测精度满足要求,在普通计算机上达到亚毫秒级计算效率,满足实时性的要求。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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电子增压器对增压米勒循环汽油机性能影响的试验研究 冯浩, 秦博, 林思聪, 孙云龙 2019 (7):  738-743.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.002 摘要 ( 378 )   PDF(3365KB) ( 794 )   为提高发动机有效热效率和动力响应性,在一台三缸增压米勒循环汽油机上,研究了电子增压器对发动机经济性和动力响应性的影响。结果表明:经济性方面,电子增压器能显著提高发动机低转速大负荷时的低压废气再循环引入能力,发动机在2 000 r/min、平均有效压力为1.4 MPa时低压最大EGR率从15%提升到25%,实现了39.5%的有效热效率。从能量平衡角度分析,热效率提升的主要因素是传热损失、排气损失和未燃HC损失的减少。动力响应性方面,发动机在1 500 r/min时,电子增压器的接入显著提高了发动机增压阶段的压力升高率,瞬态响应时间缩短了58%;同时,电子增压器起到发动机功率放大器的作用,消耗3 kW的电耗使发动机功率增加12 kW。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于图像识别的泊车车位检测算法研究 朱旺旺, 黄宏成, 马晋兴 2019 (7):  744-749.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.003 摘要 ( 888 )   PDF(3198KB) ( 951 )   本文中为自动泊车提出了一种基于右侧单通道摄像头的车位检测算法。首先,通过顶帽变换融合直方图均衡化的方法降低了光照不均匀和光照强度变化对算法鲁棒性的影响;结合泊车工况,基于先验知识略去无价值域,压缩了Radon变换参数范围,获取车位线在Radon空间中坐标的同时,降低了Radon矩阵的维度;接着,通过阈值分割方法,优化了Radon矩阵的元素值,以在K-Means聚类分析的过程中,更准确高效地获取聚类中心;在聚类中心二维邻域内通过非极大值抑制实现了车位线的像素级定位。最后,设计了分层有限状态机,通过建立车位分类规则库实现了车位的分类。实验结果表明,该方法的计算效率高于基于Radon变换实现泊车的经典方法,且算法具有较强的鲁棒性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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燃料电池汽车行驶里程自适应ECMS策略 林歆悠, 夏玉田, 李雪凡, 林海波 2019 (7):  750-756.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.004 摘要 ( 631 )   PDF(3544KB) ( 989 )   为提高插电式燃料电池汽车的经济性,基于等效氢消耗最小策略,通过等效系数S与行驶里程的自适应规则调整目标价值函数,以控制动力电池电能消耗速率,同时引入参考SOC进一步修正等效系数S,使行驶过程中动力电池尽可能多地获取电网电能,同时避免动力电池过度放电,从而实现控制策略对行驶里程的自适应性。通过Matlab/Simulink建立插电式燃料电池汽车仿真模型,仿真结果表明,当行驶里程超过纯电动行驶里程后,该策略能控制动力电池SOC在行驶结束时到达目标值。硬件在环对比试验的结果表明,采用里程自适应的ECMS策略时,总里程为100,150和200 km的氢气消耗量分别比基于CD-CS的ECMS策略降低8.75%,14.21%和16.63%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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48 V车型燃料消耗量标准分析及试验研究 刘桂彬, 刘志超, 陆春, 曹冬冬 2019 (7):  757-762.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.005 摘要 ( 504 )   PDF(553KB) ( 472 )   本文中对传统乘用车和混合动力乘用车燃料消耗量试验方法标准进行了分析,结合标准的有效性、适用性及其他国内外相关标准的具体内容,提出将48 V车型归为混合动力类型的建议。选取我国4款主流48 V车型进行燃料消耗量试验研究,首先结合发动机、电机的工作特性及试验过程中动力系统的能量输出/输入情况,对48 V系统的节能性进行了理论分析;综合4款车型的试验结果得出:48 V系统可使车辆燃料消耗量降低0.47 L/100 km,相当于节油6.48%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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视觉预瞄式智能车辆纵横向协同控制研究 汪若尘, 魏振东, 叶青, 蔡英凤, 陈龙 2019 (7):  763-770.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.006 摘要 ( 544 )   PDF(1025KB) ( 672 )   针对智能车辆路径跟踪控制的高度非线性及纵横向运动控制的耦合性问题,结合视觉预瞄模型及模型预测控制理论提出了一种预瞄式MPC路径跟踪控制新方法。该方法首先对非线性预测模型进行局部线性化,将MPC最优化求解问题转化为二次规划问题。在每个控制时域内将纵向车速及预瞄距离视为已知,运用指数模型对纵向车速进行描述,并结合道路曲率及实际车速设计了预瞄距离发生器。仿真和试验结果表明:相较于传统MPC跟踪控制方法,本文中提出的预瞄式MPC控制方法在不同车速下均能减小跟踪过程中的横向偏差和方向偏差,提高了跟踪精度,且此提升效果在高速状态下更为明显。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于安全屏障监控的车道自动保持控制 陈亚伟, 邵毅明, 束海波, 郝西祥 2019 (7):  771-778.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.007 摘要 ( 460 )   PDF(1182KB) ( 370 )   针对车道保持控制在实现平稳转向中如何保证安全性的问题,本文中提出一种由安全屏障监控的预览车道保持控制方法。该预览控制器利用跟踪误差和未来车道曲率,在一个有限的预览窗口生成转向指令;然后设计一个安全保护控制器来保证有界误差,当且仅当跟踪误差接近安全边界时,安全屏障控制启动并进行转向干预。本文中提出的控制算法规模小,计算时间短,可以提升在线求解的运算效率。为验证控制算法的有效性,进行了相关仿真和道路实验。仿真和实验结果表明,所提出的安全屏障监控和预览控制能够实现车辆安全和车道保持的协同控制,具有一定的优越性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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采用64线激光雷达的实时道路障碍物检测与分类算法的研究 娄新雨, 王海, 蔡英凤, 郑正扬, 陈龙 2019 (7):  779-754.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.008 摘要 ( 472 )   PDF(652KB) ( 696 )   针对64线激光雷达数据量大,导致无人自主车的障碍物检测实时性差的问题,提出一种兼顾有效性和实时性的目标检测和分类算法。该算法首先通过多特征多层高度地图分离路面、障碍物和悬挂物;然后采用基于动态距离阈值的网格聚类算法对障碍物进行聚类,并结合相邻两个障碍物的运动状态信息对聚类结果进行修正,提高聚类的准确率;最后使用SVM对障碍物进行检测和分类。实验结果表明:该算法最优识别率达89.77%,耗时约为95 ms,在保证检测和分类准确率的基础上,满足无人自主车在道路行驶时检测障碍物的实时性要求,具有显著的工程实用价值。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于客车乘员损伤的尖顶等效方波参数研究 吴长风, 张君媛, 那景新, 苏亮, 蓝平辉, 卢琳兆 2019 (7):  785-791.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.009 摘要 ( 316 )   PDF(1290KB) ( 434 )   本文中基于等效方波原理,结合有限元分析方法,研究某12 m客车正面碰撞加速度波形参数与乘员损伤的关系。首先以座椅滑车系统为研究对象,对比3种常用尖顶等效方波(TESW)(上升型、水平型和下降型)的乘员损伤情况。然后,研究下降型TESW回弹时刻参数tm对乘员综合损伤WIC的影响规律。结果表明:对于12 m客车,下降型TESW优于其他两种等效方波。而在下降波形中,随tm值增大,WIC呈勺形变化趋势,可拟合成三次回归方程。结合TESW模型简化推导过程可得到WIC最小时刻整车碰撞变形量C与tm的关系式,为客车结构设计与乘员损伤研究提供参考。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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分布式驱动电动汽车稳定性控制仿真与试验 刘志强, 刘广 2019 (7):  792-799.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.010 摘要 ( 528 )   PDF(876KB) ( 846 )   为提高电动汽车的操纵稳定性,建立了3层的控制策略。动力学建模层计算变量实际值和期望值;补偿力矩确定层结合可拓控制与滑模控制的优势,建立自适应滑模算法,协调各参数控制的权重并确定合适的补偿力矩;车轮转矩分配层对补偿力矩提供约束后将其分配给4个轮毂电机。采用Carsim和Simulink软件进行模型搭建和联合仿真。仿真结果表明,整车控制策略的实时性和自适应性好。最后,在样车上进行快速原型试验也验证了所采用的控制策略达到了改善车辆稳定性的预期目标。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车路环境耦合作用下侧向动力学模型可靠性估计 贺宜, Xiao-Yun LU, 褚端峰, 吴超仲 2019 (7):  800-806.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.011 摘要 ( 303 )   PDF(3074KB) ( 496 )   车辆侧向动力学旨在研究车辆主动安全的预测和控制。根据道路环境激励载荷对车辆侧向动力学的影响,建立车路环境耦合动力学模型,综合考虑车辆动态参数、道路和外部环境参数建立车辆危险状态极限方程。在此基础上,根据激励载荷作用下的参数摄动分布函数,求解车辆动态系统的可靠性,进而采用蒙特卡洛方法对模型求解进行验证。结果显示该模型具有良好的准确度。最后,实例分析了在道路环境激励载荷作用下车辆侧向动力学响应特性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于NARX神经网络的路面不平度识别 李杰, 郭文翠, 谷盛丰, 赵旗 2019 (7):  807-814.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.012 摘要 ( 609 )   PDF(700KB) ( 519 )   为应用NARX神经网络识别路面不平度,对NARX神经网络及其训练过程和结构设计进行了分析,采用相关系数和均方根误差作为NARX神经网络识别效果的评价指标。建立了路面不平度滤波白噪声模型和汽车平顺性4自由度平面模型,通过仿真获得路面不平度和车辆响应。以可测试的车辆响应作为NARX神经网络的输入,采用正交试验设计提出确定NARX神经网络输入方案的方法,对在常用等级路面上以常用车速行驶的某汽车的前轮路面不平度进行了识别。结果表明,将可测试的车辆响应作为NARX神经网络输入,结合正交试验设计,解决了NARX神经网络最优输入方案的确定问题。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于ANFIS的工况跟踪用纵向驾驶员模型开发 沈沛鸿, 赵治国, 郭秋伊 2019 (7):  815-822.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.013 摘要 ( 369 )   PDF(6346KB) ( 647 )   针对基于PI控制纵向驾驶员模型的工况跟踪效果不佳等问题,采集了某PHEV试验样车的纵向驾驶行为数据,采用ANFIS建立了二输入参数的纵向驾驶员模型和考虑未来预期车速影响的预瞄纵向驾驶员模型。仿真结果表明,基于ANFIS的预瞄纵向驾驶员模型具有最好的工况跟踪效果,均方根误差为0.993 0 km/h,且其决策出的加速踏板行程、挡位和需求转矩与实车试验结果最为接近。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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铝合金车身平台的基础性能关联性研究 王震虎, 夏二立, 张松波, 邱飒蔚, 李落星 2019 (7):  823-830.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.014 摘要 ( 475 )   PDF(1039KB) ( 556 )   本文中根据模态理论推导出铝合金车身平台的静态刚度、轻量化系数和各阶模态参量之间的定量关系,为前期策划阶段的铝合金车身平台的轻量化设计和性能目标设定提供指导。然后基于有限元模型,提取前50阶模态参数并计算得到铝合金车身平台弯、扭刚度和轻量化系数的近似解,与有限元分析的解的误差仅为4.32%,1.85%和1.78%。由此得出,铝合金车身平台的静态柔度可用各阶模态柔度贡献量之和来逼近。同时发现对弯曲(扭转)刚度贡献量最大的模态阶次即为对应的1阶弯曲(扭转)模态,这一结论可作为弯、扭模态识别的重要途径。最后依据有限元分析和模态理论得到的弯、扭刚度和轻量化系数与试验值进行对比,可明显看出模态理论算法的误差比有限元分析小,弯、扭刚度和轻量化系数的模态理论算法的误差分别为1.85%,1.82%和1.89%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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奇偶空间法用于电动车锂离子电池传感器故障诊断 潘凤文, 麻斌, 高莹, 徐明伟, 弓栋梁 2019 (7):  831-838.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.015 摘要 ( 597 )   PDF(3584KB) ( 626 )   在电池1阶等效电路模型的基础上耦合电池产热与传热方程,建立了可反映电池动态响应及热特性的电热模型,在此基础上应用奇偶空间法对电池输出传感器进行故障检测,并提出了一种基于系统矩阵运算的故障隔离方法。以随机电流激励为输入信号,对电池输出传感器故障进行实例分析,结果表明,奇偶空间法所设计的残差生成器可准确检测电池输出传感器故障,其针对故障信号的响应远大于源于建模精确度导致的振荡;经改良后的残差生成器在检测输出传感器故障的基础上,可实现对故障源的准确隔离。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于模型的汽车电动助力转向系统故障诊断 陈奇, 汪金成, QadeerAhmed, 姚志刚, 陈无畏 2019 (7):  839-850.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.016 摘要 ( 615 )   PDF(801KB) ( 555 )   为实现电动助力转向系统(EPS)的状态监测和关键故障诊断,本文中引入基于模型的结构分析法(SA)故障诊断理论,结合EPS数学模型和系统关键故障,建立系统故障数学模型;利用SA方法中的系统结构表征、DM分解和故障隔离矩阵分析其故障的可检测和可隔离性,获得EPS故障诊断系统最优传感器配置,并得到5组结构最小型超定方程集(MSO sets);设计5组MSO残差,并搭建MATLAB/Simulink故障诊断系统模型,检验5组残差的信号特征和故障状态,验证EPS故障诊断设计系统的有效性,为后续的试验验证奠定基础。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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微通道冷凝器的相变换热仿真与结构优化设计 李明, 赵智强, 徐明, 侯昆, 罗圆 2019 (7):  851-857.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.07.017 摘要 ( 442 )   PDF(2746KB) ( 560 )   为改善微通道冷凝器制冷剂侧的流动均匀性,提高换热能力,以扁管插入深度、入口管插入深度和入口管位置等参数为设计变量,流动均匀性、压降和出口温度为目标,采用Optimate+模块对三维冷凝器模型进行多目标多参数优化。采用定向网格对扁管进行网格处理,提高了网格的精度和计算速度。以VOF模型和蒸发冷凝模型进行冷凝器整体相变仿真分析,研究制冷剂在流道中流动的不均匀现象。结构优化后,最终使冷凝器的出口温度降低1.7 K,压降减小39 kPa。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标