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基于Matlab/Simulink的随机路面建模与不平度仿真 被引量:124
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作者 杰平 无畏 +1 位作者 祝辉 朱茂飞 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期11-15,共5页
在分析路面空间频率功率谱密度、时间频率功率谱密度与方差之间关系的基础上,建立了路面随机信号生成模型,在不同车速情况下进行了仿真,生成了B和C级随机路面时间激励信号。利用功率谱密度和方差分析,对所建立模型的仿真结果与路面分级... 在分析路面空间频率功率谱密度、时间频率功率谱密度与方差之间关系的基础上,建立了路面随机信号生成模型,在不同车速情况下进行了仿真,生成了B和C级随机路面时间激励信号。利用功率谱密度和方差分析,对所建立模型的仿真结果与路面分级标准进行比较,证明所建模型产生的随机信号功率谱和方差值与国家规定的路面等级标准一致,结果准确,可以为车辆控制研究提供可靠的激励信号。 展开更多
关键词 路面不平度 随机激励 功率谱密度 时域模型 仿真
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模糊控制技术及其在汽车半主动悬架中应用 被引量:35
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作者 方锡邦 无畏 +3 位作者 吴乐 王启瑞 范迪彬 李智超 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期98-100,共3页
建立了4自由度汽车半主动悬架系统的数学模型,采用模糊控制策略,对半主动悬架系统进行了计算机仿真。在此基础上,设计开发了以8098单片机为主控器件的半主动悬架模糊控制系统,并对自行研制的半主动悬架系统进行了实车道路试验... 建立了4自由度汽车半主动悬架系统的数学模型,采用模糊控制策略,对半主动悬架系统进行了计算机仿真。在此基础上,设计开发了以8098单片机为主控器件的半主动悬架模糊控制系统,并对自行研制的半主动悬架系统进行了实车道路试验。仿真计算和实车试验结果较吻合,其结果均验证了半主动悬架系统在减少振动,提高汽车行驶平顺性方面要优于传统被动悬架系统。 展开更多
关键词 半主动悬架 模糊控制 仿真 实车试验 汽车
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基于期望横摆角速度的视觉导航智能车辆横向控制 被引量:71
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作者 王家恩 无畏 +2 位作者 王檀彬 汪明磊 肖灵芝 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期108-115,共8页
针对采用传统位置偏差控制方法的车道保持系统横向控制精度不高以及鲁棒性差等问题,提出一种跟踪期望横摆角速度的车辆横向控制方法。在车辆当前行驶位置和道路预瞄点之间实时规划逼近目标路径的虚拟路径,同时分析当前时刻车辆以无偏差... 针对采用传统位置偏差控制方法的车道保持系统横向控制精度不高以及鲁棒性差等问题,提出一种跟踪期望横摆角速度的车辆横向控制方法。在车辆当前行驶位置和道路预瞄点之间实时规划逼近目标路径的虚拟路径,同时分析当前时刻车辆以无偏差形式沿此虚拟路径行驶时决定车辆行驶位置的横摆角速度及速度之间的关系。结合车辆道路相对位置及车身状态信息,设计期望横摆角速度生成器。基于7自由度非线性车辆动力学模型,设计滑模控制器跟踪期望横摆角速度,使得车辆稳定地跟踪目标路径。根据车道线宽度和边缘点数量统计进行边缘检测,能有效识别模糊车道边缘和抑制噪声,并通过对消失点的检测来有效去除非车道线的干扰。仿真及试验结果表明,与传统的位置偏差控制方法相比,期望横摆角速度法不仅能提高车辆横向控制的精确性且跟随偏差随车辆速度及道路曲率的变化波动范围小,具有很好的鲁棒性和自适应性。 展开更多
关键词 车道保持系统 横向控制 路径规划 期望横摆角速度 车道识别
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自动导引车视觉导航的路径识别和跟踪控制 被引量:56
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作者 李进 无畏 +1 位作者 李碧春 王檀彬 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期20-24,共5页
视觉导航AGV利用机器视觉获取路径信息,经图像处理得到导航参数。为保证路径识别的鲁棒性和实时性,对路径图像进行滤波、二值化、数学形态学运算和实时性处理;并设计了PID控制器,根据导航参数控制电动机以实现AGV对路径的跟踪。仿真和... 视觉导航AGV利用机器视觉获取路径信息,经图像处理得到导航参数。为保证路径识别的鲁棒性和实时性,对路径图像进行滤波、二值化、数学形态学运算和实时性处理;并设计了PID控制器,根据导航参数控制电动机以实现AGV对路径的跟踪。仿真和实验结果表明,采用此种图像处理和控制方法的AGV具有较为准确和可靠的路径识别和跟踪效果。 展开更多
关键词 自动导引车 视觉导航 图像处理 PID控制 路径跟踪
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汽车半主动悬架的非线性神经网络自适应控制研究 被引量:37
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作者 无畏 王其东 +3 位作者 王志君 王启瑞 范迪彬 李智超 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期75-78,共4页
分析了汽车悬架的非线性特性,提出了基于神经网络的自适应控制策略,设计了神经辨识器和控制器,并通过一个补偿网络,来进行后悬架的预见控制。仿真计算表明,神经网络自适应控制的半主动悬架具有明显的减振效果,而加有后悬架预见控... 分析了汽车悬架的非线性特性,提出了基于神经网络的自适应控制策略,设计了神经辨识器和控制器,并通过一个补偿网络,来进行后悬架的预见控制。仿真计算表明,神经网络自适应控制的半主动悬架具有明显的减振效果,而加有后悬架预见控制其效果更佳。为验证仿真结果,还进行了台架试验。试验结果亦表明了半主动悬架的优良减振性能。 展开更多
关键词 半主动悬架 非线性神经网络 自适应控制 汽车
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汽车半主动悬架的神经网络自适应控制 被引量:26
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作者 无畏 王志君 范迪彬 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期31-36,共6页
本文提出了用两个线性神经网络对汽车半主动悬架系统进行在线辨识和控制的策略,介绍了该控制系统中神经网络的在线训练方法,进行了仿真计算和结果分析。
关键词 半主动悬架 神经网络 自适应控制 汽车
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汽车半主动悬架的自适应LQG控制 被引量:27
7
作者 方敏 王峻 无畏 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期200-205,共6页
本文根据汽车半主动悬架的基本结构,通过力学分析建立了其数学模型。为了克服实际的悬架控制系统动态行为的不确定性,采用了自适应LQG控制策略。通过使用模型参数递推辩识,Kalman滤波器和以车身垂直加速度及控制信号构成的二次型指标,... 本文根据汽车半主动悬架的基本结构,通过力学分析建立了其数学模型。为了克服实际的悬架控制系统动态行为的不确定性,采用了自适应LQG控制策略。通过使用模型参数递推辩识,Kalman滤波器和以车身垂直加速度及控制信号构成的二次型指标,实现了汽车半主动悬架的自适应随机最优控制。计算机仿真结果表明,此方案能有效地改善汽车乘坐舒适性。 展开更多
关键词 半主动悬架 参数辨识 自适应控制系统 汽车
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基于有限元理论的轮胎刚度特性的仿真研究 被引量:45
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作者 石琴 无畏 +2 位作者 洪洋 谷叶水 张鹏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1445-1449,共5页
分析了轮胎静、动态刚度的形成机理,探讨了轮胎刚度和变形之间的关系。建立了轮胎的三维非线性有限元模型,用ANSYS软件的非线性分析技术对子午线轮胎进行了有限元分析。为控制网格划分的密度与质量,采用数字化轮廓技术,在UG软件中绘制... 分析了轮胎静、动态刚度的形成机理,探讨了轮胎刚度和变形之间的关系。建立了轮胎的三维非线性有限元模型,用ANSYS软件的非线性分析技术对子午线轮胎进行了有限元分析。为控制网格划分的密度与质量,采用数字化轮廓技术,在UG软件中绘制轮胎断面曲线,将离散化后的曲线信息导入有限元分析软件ANSYS中。建模时充分考虑了橡胶材料的超弹性和各向异性,材料模型采用Mooney-Rivlin橡胶材料。探讨了如何利用轮胎的有限元分析结果得到轮胎的刚度特性,建立了在侧向力作用下,轮胎有限元模型中相关节点的位移与轮胎侧偏角关系的数学模型。将计算结果和试验结果进行了比较,验证了理论计算结果的可靠性。 展开更多
关键词 子午线轮胎 非线性 有限元分析 ANSYS软件 刚度特性
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基于ADAMS与Matlab的车辆稳定性控制联合仿真研究 被引量:40
9
作者 宋宇 无畏 黎卿 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第16期86-92,共7页
通过ADAMS/Car软件建立车辆虚拟样机模型,设计出一种基于横摆角速度反馈的稳定性控制系统,此系统由四轮制动逻辑控制器和单轮制动力PID控制器组成,并同防抱死刹车系统(Anti-locked braking system,ABS)的轮胎滑移率控制相结合以防止车... 通过ADAMS/Car软件建立车辆虚拟样机模型,设计出一种基于横摆角速度反馈的稳定性控制系统,此系统由四轮制动逻辑控制器和单轮制动力PID控制器组成,并同防抱死刹车系统(Anti-locked braking system,ABS)的轮胎滑移率控制相结合以防止车轮失稳,进行ADAMS与Matlab联合仿真分析。控制系统中,逻辑控制器只需两路信号,不需要对四个车轮进行独立控制,PID控制器设计为使能子系统,接收逻辑控制器发出的激活信号,而ABS控制器当车轮滑移率小于限定值时方解除控制状态,执行稳定性控制逻辑。理论分析和仿真结果表明,构建的车辆稳定性控制系统是一个行之有效的进行综合仿真和优化控制的系统,所采用的联合仿真方法是正确有效的,由ABS系统和PID控制策略组成的控制系统有效提高了车辆的稳定性,所得结果为稳定性控制在车辆工程中的实际应用提供了参考。 展开更多
关键词 车辆稳定性控制 联合仿真 虚拟样机 ADAMS MATLAB
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一类基于轨迹预测的驾驶员方向控制模型 被引量:40
10
作者 无畏 谈东奎 +2 位作者 汪洪波 王家恩 夏光 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第14期106-115,共10页
驾驶员方向控制模型在人-车-路闭环系统仿真、驾驶员辅助系统开发和智能汽车控制中具有重要作用。在假设驾驶员具有汽车轨迹预测能力的基础上,提出一类基于轨迹预测的驾驶员方向控制模型。分别假定汽车在将来一段时间内保持恒定的横摆... 驾驶员方向控制模型在人-车-路闭环系统仿真、驾驶员辅助系统开发和智能汽车控制中具有重要作用。在假设驾驶员具有汽车轨迹预测能力的基础上,提出一类基于轨迹预测的驾驶员方向控制模型。分别假定汽车在将来一段时间内保持恒定的横摆角速度或横摆角加速度,并结合汽车状态参数预测汽车的行驶轨迹,采用期望式、增量式以及期望式与增量式集成的转角决策方法建立5种不同的驾驶员模型。在ve DYNA/Simulink联合仿真平台上对各驾驶员模型进行仿真试验,结果表明,增量式驾驶员模型表现出良好的路径跟踪精度和很强的鲁棒性,期望式模型的转向操纵更加平滑,而集成式模型则具备综合优势。在ve DYNA/Labview硬件在环实时试验台架上对所提出的驾驶员模型进行模拟试验,所得结论与仿真基本一致。 展开更多
关键词 轨迹预测 期望式驾驶员模型 增量式驾驶员模型 闭环仿真 硬件在环试验
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基于标识线导航的自动导引车跟踪控制 被引量:35
11
作者 无畏 孙海涛 +2 位作者 李碧春 王启瑞 李进 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期164-170,共7页
为实现自动导引车对标识线路径的识别和跟踪,提出一种原理简单的视觉图像处理方法,包括阈值分割、滤波、边缘检测、变形矫正和改进的车体相对位置参数提取等。此方法能有效降低噪声干扰、图像变形对参数提取的影响以及增加图像处理的实... 为实现自动导引车对标识线路径的识别和跟踪,提出一种原理简单的视觉图像处理方法,包括阈值分割、滤波、边缘检测、变形矫正和改进的车体相对位置参数提取等。此方法能有效降低噪声干扰、图像变形对参数提取的影响以及增加图像处理的实时性;还提出一种适于自动导引车跟踪控制的最优控制策略。为验证理论分析的正确性,先对标识线图像进行处理,然后进行自动导引车的跟踪控制试验。结果表明,采用此种图像处理方法和最优控制策略的自动导引车,具有较为准确和可靠的路径跟踪效果。 展开更多
关键词 自动导引车 最优阈值 路径跟踪 图像处理
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电动助力转向系统的建模及控制 被引量:28
12
作者 王其东 杨孝剑 +1 位作者 无畏 黄森仁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期1-4,24,共5页
介绍了基于笛卡儿坐标的电动助力转向系统的多刚体动力学模型 ,并联合轮胎转向模型及整车二自由度转向模型 ,建立了用于汽车转向特性分析的动力学模型 ,通过对模型的求解证明了其正确性。在该模型基础上采用 PD控制器对电机助力进行控... 介绍了基于笛卡儿坐标的电动助力转向系统的多刚体动力学模型 ,并联合轮胎转向模型及整车二自由度转向模型 ,建立了用于汽车转向特性分析的动力学模型 ,通过对模型的求解证明了其正确性。在该模型基础上采用 PD控制器对电机助力进行控制 ,仿真结果表明 ,该方法能初步解决转向轻便与灵活的问题。为今后进一步的控制研究和设计制造打下了基础。 展开更多
关键词 电动助力转向系统 建模 控制技术 电动助力转向 多刚体动力学
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视觉导航智能车辆横向运动的自适应预瞄控制 被引量:36
13
作者 无畏 王家恩 +1 位作者 汪明磊 王金波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期698-704,共7页
车道保持系统中车辆横向运动控制应模拟驾驶员的横向操纵行为,驾驶员根据前方道路曲率及车辆速度适时调节预瞄距离,以获得理想的路径跟踪性能。首先,以车辆二自由度动力学模型及车辆道路几何位置关系为基础,建立车-路横向动力学模型。其... 车道保持系统中车辆横向运动控制应模拟驾驶员的横向操纵行为,驾驶员根据前方道路曲率及车辆速度适时调节预瞄距离,以获得理想的路径跟踪性能。首先,以车辆二自由度动力学模型及车辆道路几何位置关系为基础,建立车-路横向动力学模型。其次,基于单点预瞄最优曲率模型设计侧向加速度PD跟踪控制器,联立车-路横向动力学模型构建横向控制闭环系统,分析预瞄距离、车速、道路曲率的变化对系统响应的影响。最后,设计模糊控制器对预瞄距离进行模糊选择以提高车辆横向控制精度和减小侧向加速度,采用遗传算法对模糊规则进行优化以使横向控制系统性能达到最优。试验表明,相对固定预瞄控制方法,自适应预瞄减小了车辆侧向加速度,且道路跟踪的方向偏差和距离偏差均得到减小。 展开更多
关键词 横向运动 驾驶员 预瞄距离 模糊规则 遗传算法
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客车车身强度与刚度的有限元分析 被引量:30
14
作者 曹文钢 李辉 +2 位作者 张代胜 无畏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期39-43,共5页
利用全承载式客车车身骨架结构的梁体混合有限元模型,计算和分析了位移场、应力场和低阶模态,找到结构的薄弱处。并通过电测试验的结果进一步验证了有限元模型的正确性。
关键词 客车 车身 应力 有限元法 电测试验
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基于电磁阀减振器的1/4车辆半主动悬架非线性控制 被引量:35
15
作者 杨柳青 无畏 +1 位作者 高振刚 一锴 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1-7,36,共8页
在电磁阀减振器力-速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车辆非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半... 在电磁阀减振器力-速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车辆非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半主动悬架1/4车辆非线性模型滑模控制器,同时考虑电磁阀减振器阻尼力存在的输出饱和特性,设计辅助分析系统,以控制补偿信号对滑模控制器进行饱和补偿。Matlab/Simulink仿真与台架试验结果表明:设计的输入饱和滑模控制器能有效消除电磁阀减振器输出饱和特性影响,使电磁阀减振器半主动悬架车身垂向加速度、悬架动挠度等性能指标很好地跟踪或接近悬架参考模型理想输出,优化电磁阀减振器半主动悬架非线性控制与设计,有效改善车辆乘坐舒适性。 展开更多
关键词 车辆 半主动悬架 电磁阀减振器 非线性 饱和滑模控制 试验 仿真
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基于随机次优控制的汽车电动助力转向与主动悬架集成控制 被引量:24
16
作者 王启瑞 刘立强 无畏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期743-747,共5页
将汽车电动助力转向系统(EPS)模型、转向模型和主动悬架系统(ASS)模型相结合,建立了整车系统的动力学模型。设计了输出反馈随机次优控制策略,实现了汽车EPS和ASS的集成控制。在Matlab/Simulink环境下进行了仿真计算,仿真结果表明,采用... 将汽车电动助力转向系统(EPS)模型、转向模型和主动悬架系统(ASS)模型相结合,建立了整车系统的动力学模型。设计了输出反馈随机次优控制策略,实现了汽车EPS和ASS的集成控制。在Matlab/Simulink环境下进行了仿真计算,仿真结果表明,采用所提出的集成控制策略,不仅能有效改善EPS的轻便性,而且使得ASS具有很好衰减路面振动、抗侧倾和抗俯仰的能力,从而显著提高了汽车操纵稳定性、安全性和平顺性等综合性能。 展开更多
关键词 电动助力转向系统 主动悬架 综合模型 集成控制 仿真
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基于小波分析的城市道路行驶工况构建的研究 被引量:34
17
作者 姜平 石琴 +1 位作者 无畏 黄志鹏 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期70-73,51,共5页
根据我国混合交通的特点,采用离散小波变换的多分辨信号分解算法对汽车实际行驶工况数据进行压缩重构,将重构后的数据划分为很多短行程,根据速度和加速度等特征参数,构建了城市道路代表性行驶工况。接着以合肥市典型道路为例进行了实际... 根据我国混合交通的特点,采用离散小波变换的多分辨信号分解算法对汽车实际行驶工况数据进行压缩重构,将重构后的数据划分为很多短行程,根据速度和加速度等特征参数,构建了城市道路代表性行驶工况。接着以合肥市典型道路为例进行了实际应用,并建立了11个行驶工况评价准则。最后把构建的行驶工况与用传统方法确定的行驶工况和国外行驶工况进行了对比分析,结果表明应用小波分析法构建的代表性行驶工况能更真实地反映我国城市道路实际行驶工况。 展开更多
关键词 道路 行驶工况 离散小波变换
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ADAMS和Matlab的EPS和整车系统的联合仿真 被引量:30
18
作者 无畏 时培成 +2 位作者 高立新 王其东 黎卿 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期22-25,34,共5页
首先利用ADAMS软件建立带有电动助力转向系统(EPS)的整车多体动力学模型;然后在Matlab/Simulink环境中设计了PID控制的EPS系统,定义了与ADAMS/CAR环境下车辆模型的数据交换接口;最后,将设计的控制系统在ADAMS/CAR和Matlab/Simulink环境... 首先利用ADAMS软件建立带有电动助力转向系统(EPS)的整车多体动力学模型;然后在Matlab/Simulink环境中设计了PID控制的EPS系统,定义了与ADAMS/CAR环境下车辆模型的数据交换接口;最后,将设计的控制系统在ADAMS/CAR和Matlab/Simulink环境下通过输入输出接口进行联合仿真。几种行驶工况下的EPS及整车的动态特性计算结果,表明联合仿真方法是正确有效的,并为其在车辆工程中的实际应用提供了参考。 展开更多
关键词 汽车 电动助力转向系统 PID控制 联合仿真
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视觉导航智能车辆的路径跟踪预瞄控制 被引量:30
19
作者 无畏 李进 +1 位作者 王檀彬 李碧春 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期277-282,共6页
视觉导航智能车辆通过机器视觉获取导航路径信息并进行自动跟踪。常规的反馈控制仅利用当前的路径信息,在复杂条件或突发状况下难以有效工作。通过对在线获取的具体路径信息进行预瞄,可以对未来的路径信息加以利用,从而提高智能车辆行... 视觉导航智能车辆通过机器视觉获取导航路径信息并进行自动跟踪。常规的反馈控制仅利用当前的路径信息,在复杂条件或突发状况下难以有效工作。通过对在线获取的具体路径信息进行预瞄,可以对未来的路径信息加以利用,从而提高智能车辆行驶的安全性和有效性。为此,在获取的路径信息中确定当前路径和未来路径分别用于反馈和预瞄,并设计预瞄加反馈的控制器。该控制器能够自动根据预瞄路径的弯曲程度调整智能车辆的预瞄距离和行驶速度,从而提高跟踪精度和行驶稳定性。仿真和试验结果表明,该控制器与一般反馈式控制器相比跟踪误差较小,行驶更稳定。 展开更多
关键词 视觉导航 智能车辆 路径跟踪 反馈控制 预瞄控制
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基于流固耦合的分动器齿轮两相流动数值模拟与试验 被引量:30
20
作者 黎卿 张栋 无畏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期54-61,F0003,共9页
针对分动器齿轮啮合传动中,润滑油运动过程缺乏研究和油压油速等相关参数不确定的问题,应用数值模拟与试验相结合的方法进行了详细的分析。建立分动器齿轮流场三维模型,基于流固耦合理论,应用Fluent UDF命令设定齿轮动网格运动,建立VOF... 针对分动器齿轮啮合传动中,润滑油运动过程缺乏研究和油压油速等相关参数不确定的问题,应用数值模拟与试验相结合的方法进行了详细的分析。建立分动器齿轮流场三维模型,基于流固耦合理论,应用Fluent UDF命令设定齿轮动网格运动,建立VOF两相流模型进行数值模拟,结果表明:0~0.5T(小齿轮以400 r/min速度旋转一周耗时为1T)时刻,从动大齿轮旋转带油对啮合区润滑起主要作用、速度流线在啮合区附近出现明显的漩涡现象、啮合齿面间压力值相对较大、两相流模型的改变对齿轮带油润滑效果有较大影响;应用高速摄影技术,对透明分动器壳体内流场流动情况进行观察试验,其油面波动与数值模拟结果作对比,最大误差为12.2%,误差较小,表明试验与数值模拟的分析结果相吻合。研究成果为下一步改善分动器齿轮润滑方面的工作提供参考。 展开更多
关键词 数值模拟 模型 润滑 两相流 流固耦合 分动器
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