当期目录

2019年, 第41卷, 第10期　刊出日期：2019-10-25 上一期    下一期

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分布式驱动无人车路径跟踪与稳定性协调控制* 陈特,陈龙,徐兴,蔡英凤,江浩斌 2019 (10):  1109-1116.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.001 摘要 ( 1324 )   PDF(2974KB) ( 1776 )   针对无人车路径跟踪过程中跟踪效果与车辆稳定性这一多目标控制问题,基于分层控制理论提出了一种分布式驱动无人车辆路径跟踪与稳定性协调控制策略。建立了车辆动力学模型和路径跟踪模型,利用滑模控制方法设计了上层控制器,旨在减小路径跟踪过程中的航向偏差和横向偏差的同时确保车辆自身的稳定性。在下层控制器中,设计了一种四轮轮胎力优化分配方法,根据上层控制器需求,结合车辆横摆与侧倾稳定性情况,实现四轮轮胎力的定向控制分配。基于CarSim和Simulink搭建了联合仿真模型并进行仿真实验,结果表明,提出的协调控制策略能够有效地控制车辆路径跟踪中的航向偏差和横向偏差,同时确保车辆的侧倾与横向稳定性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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一种新型主动横向稳定杆装置的设计与特性分析* 陈松, 张红党, 吴海东, 张凤娇, 江晓莹 2019 (10):  1117-1123.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.002 摘要 ( 825 )   PDF(3511KB) ( 926 )   针对传统被动横向稳定杆不能根据车辆的侧倾角大小来调整车辆的侧倾角刚度,导致车辆在高速大转角时容易发生侧翻的问题,设计了一种新型的刚度可调式主动横向稳定杆(AARB)装置。建立了该AARB装置的侧倾角刚度数学模型,分析了各结构参数对该侧倾角刚度特性的影响规律。最后,通过试验验证了该主动横向稳定杆能比被动横向稳定杆更有效地控制车辆的侧倾,防止车辆发生侧翻。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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氩氢氛围下气态氧喷射的喷射特性研究* 郑嘉鑫,龚寅春,钟慧平,邓俊,李理光 2019 (10):  1124-1129.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.003 摘要 ( 371 )   PDF(2780KB) ( 595 )   氩气循环发动机是一种零排放的发动机新概念,本文中立足于探索氩气循环发动机上更高效的喷射策略,利用定容燃烧弹对氧气向不同比例的氩氢氛围中喷射的射流特性进行了研究。研究主要对氧气射流的贯穿距、射流体积、卷吸率等特性进行了计算和分析。结果表明:提升喷射压力有利于氧气射流贯穿距和卷吸率的增加;背景压力的下降会使射流体积增大,但会对卷吸率产生负面影响;氩氢氛围中氢气的比例对射流的贯穿距、卷吸率等特性影响明显,较高的氢气浓度会带来射流贯穿距的快速增长和较高的射流卷吸率。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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双进气道柴油机丝线法可视化稳流测试及缸内气流运动特性分析* 张韦,赵罗锋,陈朝辉,蒋倩昱,邹超 2019 (10):  1130-1137.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.004 摘要 ( 326 )   PDF(6529KB) ( 497 )   搭建基于丝线法的发动机可视化气道稳流实验台,对气缸内近壁面流场进行可视化研究,同时利用CFD对气缸内近壁面气流运动进行了数值模拟,并将实验结果与模拟结果进行相互验证。结果表明:在稳流条件下,气缸壁面的丝线运动可直观体现缸内近壁面气流运动情况。气缸近壁面丝线运动方向受到螺旋气道产生的涡流作用,使丝线运动方向与涡流方向一致。切向气道侧近壁面流场在切向气道内气流和涡流运动的共同作用下,其气流速度最大,相应地此处的丝线摆动角度也最大。气门升程为8和12 mm时,丝线摆动角度分别为110°和90°。缸内瞬态流场存在涡流和滚流运动,但很快合并成单一的涡流运动。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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轮毂电机驱动电动汽车液压执行单元的压力估计与控制方法研究* 刘刚,徐文博,靳立强 2019 (10):  1138-1144.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.005 摘要 ( 575 )   PDF(2710KB) ( 836 )   为提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能和安全性能,对其液压制动系统轮缸压力估计和压力控制进行了研究。首先对液压执行单元中的关键部件回路控制阀建立了数学模型,分析其液压特性和电气特性,接着针对回路电磁阀建立了状态方程,采用平方根容积卡尔曼滤波算法,估计电磁阀阀芯行程,从而准确计算出当前制动液流量和制动轮缸压力,然后再依据p-V特性设计了基于滑模变结构算法的电磁阀阀芯行程控制算法,通过调节阀芯行程来控制制动轮缸内的制动压力。最后采用Matlab/Simulink-AMESim联合仿真和硬件在环台架实验两种方法进行算法验证,结果表明:所提出的制动轮缸压力估计和压力控制算法能准确跟随控制目标值,提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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经胎电场耦合式电力传输系统的研究* 陈新,黄守道 2019 (10):  1145-1151.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.006 摘要 ( 299 )   PDF(2787KB) ( 392 )   针对电动汽车磁电式动态无线电力传输系统电磁辐射严重和成本高等问题,本文中利用轮胎内置钢带与地面铜箔之间的板间电容,建立了经胎电场耦合式电力传输(ECPT)系统,实现车辆行驶过程中的动态无线电力传输。首先分析了轮胎与地面铜箔之间的板间电容情况,接着根据电容耦合双谐振拓扑结构二端口网络的阻抗匹配情况分析了板间电容和工作频率等对ECPT系统负载功率和传输效率的影响,并给出了ECPT系统的电路拓扑设计和参数优化方法。最后通过仿真和实验,验证了ECPT系统的实际效果,实现了60 W的无线电力传输。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车用磷酸亚铁锂电池的热特性与热物性研究* 盛雷,徐海峰,苏林,张恒运 2019 (10):  1152-1157.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.007 摘要 ( 445 )   PDF(1339KB) ( 712 )   本文中通过实验和仿真,研究了车用动力磷酸亚铁锂电池的热特性与热物性。首先通过实验测试了电池的内阻和熵权系数,并采用Bernardi方程计算了电池的时变热源。接着采用量热桶和瞬态热线导热仪测试了电池的比热容和热导率等热物性参数。最后,考虑了自然对流和热辐射边界条件,采用CFD软件对电池单体和模组的温升特性进行仿真。结果表明,高温环境下的电池温升幅度较低温下的小,自然对流条件下电池模组的均温性较差,需要良好的热管理策略。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于SOC-OCV曲线特征的SOH估计方法研究 刘轶鑫,张頔,李雪,韩智强 2019 (10):  1158-1163.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.008 摘要 ( 1367 )   PDF(924KB) ( 1585 )   电池的健康状态估计(state of health, SOH)是锂离子电池管理系统中的状态参数之一,影响电池荷电状态估计(state of charge, SOC)和峰值功率估计(state of power, SOF)的精度。本文中通过追踪SOC-OCV(open circuit of voltage, OCV)曲线特征的衍变规律,从热力学的角度提出了全新的SOH估计方法。利用三元锰酸锂复合材料为正极的锂离子电池循环寿命实验数据构建SOH与SOC-OCV曲线特征参数之间的关系,并验证所提SOH估计方法的精度。实验结果表明:SOH从100%衰退到50%,SOH估计精度在±1.5%以内。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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七沟道球笼式等速万向节磨损及仿真分析* 谢鲲, 刘征宇, 郭常宁, 闫公哲, 石宝枢 2019 (10):  1164-1171.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.009 摘要 ( 416 )   本文中根据Archard磨损理论,对球笼式等速万向节内部进行了磨损分析。通过求出球笼式等速万向节钢球在沟道内的瞬时角速度和沟道与钢球接触点的瞬时角速度,分析钢球在沟道内的瞬时滑滚情况,以此判断钢球在沟道内的滑滚移动状态,从而求出钢球与星形套、钟形壳之间的摩擦力随输入端转角、轴间摆角的变化规律。几何推导及仿真的结果同时得出了球笼式等速万向节的磨损类型为疲劳磨损以及七沟道的万向节内磨损情况明显好于六沟道的结论。文中同时还推导出了体积磨损率与输入轴转速、转角和轴间摆角等的具体关系式,为后续研究奠定了重要的理论基础。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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人体C67颈椎段的建模和验证及不同工况下的韧带损伤分析* 宋光辉, 王广亮, 李大鹏, 韩晓强, 李志刚 2019 (10):  1172-1178.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.010 摘要 ( 402 )   PDF(2695KB) ( 629 )   本文中对汽车典型碰撞工况下颈部不同韧带的响应形式和特点进行研究。首先,建立了几何精确度较高的具有高质量六面体网格的C67颈椎段有限元模型;然后,对模型进行了前屈、后伸、轴向转动和侧向弯曲等多个工况的试验验证,仿真结果表明,所建立的C67颈椎段具有较高的生物逼真度;最后,在上述4种载荷形式下分析了不同韧带的响应和损伤特点。结果表明:前纵韧带在后伸工况下最容易受损伤;后纵韧带和棘间韧带在前屈工况下最容易受损伤;而关节囊韧带在前屈、轴向转动和侧弯3种工况下具有相近的损伤风险。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于核相关滤波和运动模型的多目标轨迹跟踪* 廖家才,曹立波,夏家豪,张晓,吴强 2019 (10):  1179-1188.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.011 摘要 ( 381 )   PDF(2388KB) ( 790 )   在自动驾驶系统中,基于视觉的车辆前方多目标检测和轨迹跟踪能够为前方目标的姿态估计、行为分析提供有效信息。针对协同运动信息和核相关滤波跟踪信息的多目标跟踪的不足,使用卷积神经网络YOLOv2检测目标,提出了融合核相关滤波和目标运动信息的多目标轨迹跟踪方法,目的是将运动信息融入到图像特征跟踪容器中,优化运动模型,减少环境噪声造成的目标跟踪丢失、偏离。提出了基于运动信息改进核相关滤波跟踪尺度不变性算法。建立了多目标的检测跟踪容器,提出了结合目标属性、重合度、运动状态、跟踪状态的多目标匹配方法。实验表明,本文算法能够实现一定场景下的多目标的持续实时轨迹跟踪,平均有效跟踪率为92.5%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于可拓优度评价的智能汽车横向轨迹跟踪控制方法* 蔡英凤,秦顺琪,臧勇,孙晓强,陈龙 2019 (10):  1189-1196.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.012 摘要 ( 542 )   PDF(2777KB) ( 882 )   针对复杂工况横向控制精度低、稳定性差的问题,提出了一种基于可拓优度评价的智能汽车横向轨迹跟踪控制方法,创新采用可拓优度评价控制方法,设计了两层结构的横向轨迹跟踪控制系统。上层控制器包括基于预瞄偏差的PID反馈控制和基于道路曲率的PID前馈反馈控制;下层控制器利用可拓优度评价方法来评价上层两控制器的优劣,根据实时的车辆道路系统状态,选择优度高的控制器输出值,从而实现智能汽车横向轨迹跟踪控制功能,不论是小偏差、小曲率工况,还是大偏差、大曲率工况,都能达到良好的控制效果,提升了智能汽车横向控制系统的工况适应性和可靠性。仿真结果表明,与单一PID反馈控制相比,采用优度评价控制时,横向位置偏差和航向偏差分别减小了16.67%和12%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于多传感器融合的换道预警模型研究* 杨明亮,寇胜杰,芦勇,于春磊,江昆,杨殿阁 2019 (10):  1197-1203.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.013 摘要 ( 504 )   PDF(2180KB) ( 705 )   针对基于单一传感器换道预警模型准确性和可靠性不足,且换道过程中自车加速度的确定未考虑真实场景因素等问题,提出了基于多传感器融合的换道预警模型,并在模型自车加速度的确定中充分考虑了自车车速、他车相对距离和相对速度等因素,优化了原有的换道预警模型,并采用碰撞时间和安全换道距离为评价指标制定换道决策规则。仿真和实车实验结果表明,基于多传感器融合的换道预警模型预警更加灵敏高效,符合道路使用和驾驶员操作要求,验证了多传感器在环境感知中的优势,证明了换道预警模型的有效性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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面向车内噪声控制的次级通路建模与验证 张希玉,张立军,孟德建 2019 (10):  1204-1209.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.014 摘要 ( 377 )   PDF(1951KB) ( 606 )   针对车内噪声主动控制中离线次级通路模型的正确性和准确性难以保证,次级通路线性时不变假设的有效性缺乏验证的问题,提出一种次级通路建模与验证的方法。首先,通过次级通路纯时延测量和离线次级通路模型辨识,在次级通路线性时不变假设前提下实现对次级通路的高精度建模。然后,以扫频信号作为输入,在目标频段内对次级通路模型进行离线检验,检验模型的正确性和准确性。最后,以随机信号作为输入,以部分扬声器作为激励源激起车内噪声,以剩余扬声器作为次级源对噪声进行控制,实现了对次级通路模型正确性及其线性时不变假设有效性的检验。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于波束形成与波叠加的噪声源三维定位方法研究 卓瑞岩,刘成,何元章,许国松,刘爽,张立 2019 (10):  1210-1214.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.015 摘要 ( 325 )   PDF(3346KB) ( 397 )   提出了一种基于波束形成和声波叠加法的噪声源三维定位方法。该方法以传统的波束形成技术为基础,通过传声器阵列声压测量,识别出噪声源在声成像平面上的二维分布,以二维声成像结果中的声源坐标作为波叠加等效源的初始位置,以重建传声器阵列声压误差作为评价指标,通过遗传算法搜索求解声源的三维空间坐标和源强。试验结果表明,该方法可准确识别噪声源三维坐标,并有效抑制波束形成固有旁瓣效应造成的虚假声源干扰。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车内轮胎空腔噪声的传递路径识别与优化 高煜,娄小宝,周禾清,董良,杨铭杰 2019 (10):  1215-1220.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.016 摘要 ( 539 )   PDF(2636KB) ( 1009 )   本文中利用传递路径分析方法对车内轮胎空腔噪声的传递路径进行了识别和优化。首先建立了车内噪声传递路径分析模型,并基于该模型,找出对车内的轮胎空腔噪声贡献量占优的传递路径;接着通过CAE仿真确定了这些传递路径上需要优化的部件,提出优化方案;最后对优化方案进行了试验验证。结果表明,所提出的优化方案很好地抑制了车内轮胎空腔噪声,验证了采用传递路径分析方法来优化车内轮胎空腔噪声的可行性和有效性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车身泡沫填充铝合金波纹夹芯板结构性能分析与优化* 崔岸,刘芳芳,张晗,郝裕兴,陈宠,张睿 2019 (10):  1221-1227.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.017 摘要 ( 590 )   PDF(2712KB) ( 680 )   针对汽车轻量化和碰撞安全性需求,制备一种泡沫填充铝合金波纹夹芯板复合结构。通过试验和仿真分析,探讨了该夹芯板的压缩、弯曲和抗冲击特性,采用正交试验分析了夹芯板面板和波纹芯板的厚度对其结构抗冲击性的影响,获得板材厚度组合方案。采用变密度法,对夹芯板填充泡沫的分布进行拓扑优化,在保证冲击特性的前提下尽量减小填充泡沫的体积。最后将优化后的夹芯板结构应用于某汽车前车门外板,评价其性能。结果表明,前车门外板采用夹芯板结构后最大侵入量和侵入速度均有不同程度的降低,满足了提升车身轻量化和安全性的设计要求。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标