自主驾驶车辆紧急避障的路径规划与轨迹跟踪控制 被引量：35

1

作者 邓海鹏 麻斌 +2 位作者 赵海光 吕良 刘宇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期585-594,共10页

为减少道路突发事故,提高车辆通行效率,需要研究车辆的紧急避障以实现自主驾驶。基于车辆点质量模型,设计了非线性模型预测控制(MPC)路径规划器;基于车辆动力学模型,设计了线性时变MPC轨迹跟踪器。在路径规划层引入避障功能函数,通过车... 为减少道路突发事故,提高车辆通行效率,需要研究车辆的紧急避障以实现自主驾驶。基于车辆点质量模型,设计了非线性模型预测控制(MPC)路径规划器;基于车辆动力学模型,设计了线性时变MPC轨迹跟踪器。在路径规划层引入避障功能函数,通过车辆与障碍物的距离调节函数值大小,综合避障函数权重和路径偏差权重,规划出一条既能避开障碍物又使路径偏差最小的临时轨迹。在轨迹跟踪层,利用该临时轨迹和航向角偏差作为车辆主动转向控制参考量,将线性时变MPC优化问题转化为二次规划问题,计算满足车辆动力学约束的前轮转向角最优解。结果表明:所设计的双层MPC紧急避障控制策略对低速(60 km/h)、中速(80 km/h)、高速(100 km/h)行驶车辆有很强的适应性,高速行驶时最大质心侧偏角不超过1.0°,最大航向角偏差不超过2.5°,车辆横向稳定性良好,随着车速增大,车辆避障响应时刻提前;在多车连续避障场景中,自主驾驶车辆的质心侧偏角和航向角偏差均能控制在较小范围内,在多目标连续避障的路径规划和轨迹跟踪问题上同样具有很好的控制效果。 展开更多

关键词 自主驾驶车辆 紧急避障 车辆点质量模型 模型预测控制 路径规划与轨迹跟踪

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低乙醇配比的乙醇-柴油混合燃料空化特性试验 被引量：3

2

作者 高莹 麻斌 +3 位作者 邓海鹏 刘宇 刘洪岐 王亚娣 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期14-21,共8页

为了完善乙醇-柴油混合燃料的喷嘴孔内空化现象及近场喷雾特性研究,利用高速摄像机和放大尺寸单孔透明喷嘴观察乙醇体积分数分别为0%、5%和10%的3种乙醇-柴油混合燃料在喷孔中的两相流动及近场喷雾,在喷射压力为0.26~0.46 MPa的范围内... 为了完善乙醇-柴油混合燃料的喷嘴孔内空化现象及近场喷雾特性研究,利用高速摄像机和放大尺寸单孔透明喷嘴观察乙醇体积分数分别为0%、5%和10%的3种乙醇-柴油混合燃料在喷孔中的两相流动及近场喷雾,在喷射压力为0.26~0.46 MPa的范围内对空化特征长度、流量系数、空化数、雷诺数等特性参数及喷嘴近场喷雾特性进行了分析。将3种混合燃料分别命名为E0D100N0、E5D90N5和E10D85N5,其中E、D、N分别代表燃料中的乙醇、柴油和助溶剂正丁醇,下标表示各成分的体积分数。试验结果表明:随着燃料中乙醇含量的增加,E0D100N0、E5D90N5和E10D85N5的空化初生及超空化对应的阈值喷射压力依次降低,空化发展期逐渐缩短,超空化期相应延长;在无空化和空化初生期乙醇含量的改变对近场喷雾锥角的影响并不明显,在空化发展期和超空化期,3种燃料近场喷雾锥角随乙醇含量的提高而增大,在柱塞流阶段,3种燃料近场喷雾锥角均接近0°;在同等喷射压力下,E0D100N0、E5D90N5和E10D85N5对应的流量系数和雷诺数依次增大,在柱塞流阶段,3种燃料对应的流量系数和雷诺数均急剧下降。 展开更多

关键词 乙醇-柴油 喷嘴 空化 可视化试验

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EGR对车用柴油机性能影响的试验研究 被引量：13

3

作者 韩林沛 刘洪涛 +3 位作者 孙博 安东 洪伟 解方喜 《车用发动机》 北大核心 2012年第1期51-55,共5页

结合某废气涡轮增压和高压共轨小型4缸柴油机国Ⅳ排放达标工作,进行了计算机在线实时控制EGR对柴油机性能影响的试验研究,通过试验分析了EGR对NOx、烟度、排气温度、燃油消耗率的影响规律,并对EGR率与喷油提前角的匹配作了进一步的研究... 结合某废气涡轮增压和高压共轨小型4缸柴油机国Ⅳ排放达标工作,进行了计算机在线实时控制EGR对柴油机性能影响的试验研究,通过试验分析了EGR对NOx、烟度、排气温度、燃油消耗率的影响规律,并对EGR率与喷油提前角的匹配作了进一步的研究。结果表明,为降低柴油机NOx排放,不同工况应采取不同的EGR率;烟度、排气温度、燃油消耗率均随着EGR率的增加而增大;EGR率和喷油提前角应实现良好的匹配,才能保证NOx排放和燃油消耗率都能达到要求,其中小EGR率匹配小喷油提前角,大EGR率匹配大喷油提前角。 展开更多

关键词 柴油机 废气再循环 氮氧化物 烟度 排气温度 燃油消耗率 喷油提前角

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直喷比例对双喷射汽油机燃烧和排放影响的试验研究 被引量：3

4

作者 于秀敏 王野 +3 位作者 李盛成 杜耀东 吴海明 董伟 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期989-996,1010,共9页

在一台装有双喷射系统的汽油机上进行试验,研究不同负荷时化学计量比混合气状态下直喷比例rDI对双喷射汽油机燃烧和排放的影响,结果表明:随着rDI的增加,当rDI低于40%时,缸压和缸内温度基本保持不变,当rDI大于40%时,缸压和缸内温度明显降... 在一台装有双喷射系统的汽油机上进行试验,研究不同负荷时化学计量比混合气状态下直喷比例rDI对双喷射汽油机燃烧和排放的影响,结果表明:随着rDI的增加,当rDI低于40%时,缸压和缸内温度基本保持不变,当rDI大于40%时,缸压和缸内温度明显降低;CO先增加后减少,THC先减少后增加,NOx不断降低;微粒粒径由单峰分布转变为双峰分布,微粒排放总数量先降低后增加,积聚态微粒不断增加,而核态微粒变化规律则与负荷相关,且存在最佳的rDI,使微粒排放数量最少;当负荷增加时,NOx会增加,但其它气体和微粒的排放均降低。 展开更多

关键词 汽油机 双喷射 直喷比例 燃烧 排放

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缸内直喷式汽油机冷起动控制策略 被引量：4

5

作者 齐万强 于秀敏 +3 位作者 张允 麻忠文 季兵飞 赵雪峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期7-12,共6页

根据直喷式汽油机(GDI)冷起动的特性和冷起动的基本要求,设计了相应的冷起动控制策略。以前期自主设计的ECU电控系统和试验台架为基础,编写了冷起动控制策略程序,搭建了GDI发动机冷起动试验平台,进行了发动机冷起动控制策略试验研究。... 根据直喷式汽油机(GDI)冷起动的特性和冷起动的基本要求,设计了相应的冷起动控制策略。以前期自主设计的ECU电控系统和试验台架为基础,编写了冷起动控制策略程序,搭建了GDI发动机冷起动试验平台,进行了发动机冷起动控制策略试验研究。结果表明:按照冷起动各阶段的最优参数控制策略起动发动机,3个循环即可起动成功。发动机转速在1 023 r/min上下波动,转速波动率为6%,催化剂的起燃时间为38 s,起燃较快,且HC排放量较低,满足发动机冷起动过程的总体要求。 展开更多

关键词 直喷式汽油机 冷起动 控制策略

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基于线性矩阵不等式的重型车辆防侧翻鲁棒控制算法研究 被引量：8

6

作者 朱天军 宗长富 +1 位作者 李飞 杨勇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期394-398,共5页

将重型车辆侧翻稳定性控制问题转化为通过状态反馈控制实现鲁棒干扰抑制的问题。在此基础上,以动态横向载荷转移率为控制目标,设计一个基于线性矩阵不等式(LMI)的状态反馈鲁棒控制器。利用商业软件Trucksim中的模型,进行开环和人-车闭... 将重型车辆侧翻稳定性控制问题转化为通过状态反馈控制实现鲁棒干扰抑制的问题。在此基础上,以动态横向载荷转移率为控制目标,设计一个基于线性矩阵不等式(LMI)的状态反馈鲁棒控制器。利用商业软件Trucksim中的模型,进行开环和人-车闭环的侧翻稳定性控制对比仿真。结果表明,LMI防侧翻鲁棒控制器可有效提高车辆的侧倾稳定性,并具有较好的抗干扰性和鲁棒性。 展开更多

关键词 重型车辆 线性矩阵不等式 鲁棒控制器

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喷油压力与喷孔参数对柴油机性能协同影响的仿真研究 被引量：3

7

作者 刘宇 王向阳 +3 位作者 李兴华 洪伟 李小平 解方喜 《车用发动机》 北大核心 2023年第2期11-17,共7页

基于田口设计,利用CONVERGE软件对一台涡轮增压柴油机进行了数值模拟,探究了喷孔数量、喷孔孔径与喷射压力对柴油机性能的协同影响。结果表明:在喷油压力过高或喷孔截面积过大的情况下,缸内压力升高率明显偏大,且压力急剧升高的时刻提前... 基于田口设计,利用CONVERGE软件对一台涡轮增压柴油机进行了数值模拟,探究了喷孔数量、喷孔孔径与喷射压力对柴油机性能的协同影响。结果表明:在喷油压力过高或喷孔截面积过大的情况下,缸内压力升高率明显偏大,且压力急剧升高的时刻提前,不利于柴油机平稳运行;适当提高喷射压力、增加喷孔数且减小孔径可以促进燃料的雾化混合,加速缸内混合气燃烧,促进发动机动力性与经济性提升,降低NO_(x)及Soot排放。对于燃油消耗率和NO_(x)排放,喷孔数影响最为敏感,喷孔直径与喷油压力次之;而对于Soot排放,影响因素的主次关系依次是喷油压力、喷孔数、喷孔直径。通过喷射压力和喷孔参数的协同优化,发动机燃油消耗率、NO_(x)和Soot生成量分别较原机降低了4.37 g/(kW·h),11.2%和9.14%。 展开更多

关键词 增压柴油机 喷油压力 喷孔参数 协同优化

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裂解气对稀燃甲醇发动机性能影响的仿真研究

8

作者 王向阳 刘宇 解方喜 《车用发动机》 北大核心 2023年第5期51-56,71,共7页

基于甲醇发动机三维模型,通过CONVERGE仿真软件计算分析了EGR稀释和空气稀释下进气道喷射裂解气对甲醇发动机燃烧特性和排放特性的影响。结果表明:掺烧甲醇裂解气后,缸内混合气分布趋于均匀;同一稀释比下,甲醇裂解气掺烧对空气稀释下燃... 基于甲醇发动机三维模型,通过CONVERGE仿真软件计算分析了EGR稀释和空气稀释下进气道喷射裂解气对甲醇发动机燃烧特性和排放特性的影响。结果表明:掺烧甲醇裂解气后,缸内混合气分布趋于均匀;同一稀释比下,甲醇裂解气掺烧对空气稀释下燃烧速率的提高要大于EGR稀释;相同裂解气掺烧比下,EGR稀释的CO排放和HC排放明显高于空气稀释,NOx排放明显低于空气稀释,甲醇裂解气掺烧在空气稀释下对CO和NOx排放的降低相对于EGR稀释更为明显,HC排放则相反;随着甲醇裂解气掺烧比的增大,EGR稀释下的最高综合指示热效率逐渐逼近空气稀释,在裂解气掺烧比达到30%时,两种稀释方式的最高综合指示热效率只相差2.6%。 展开更多

关键词 甲醇裂解气 稀燃 混合气分布 燃烧特性 排放特性

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喷油参数对直喷汽油机怠速微粒排放影响的试验研究 被引量：1

9

作者 袁超 洪伟 +2 位作者 苏岩 解方喜 王锐 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期9-13,20,共6页

在一台直喷汽油机上针对怠速工况通过改变喷油时刻和喷油量对微粒排放特性进行了试验研究，研究结果表明：偏浓与偏稀的混合气都会导致怠速工况微粒数量浓度的增加，微粒数量浓度粒径分布呈单峰分布，曲线峰值出现在微粒直径69.8～93.1... 在一台直喷汽油机上针对怠速工况通过改变喷油时刻和喷油量对微粒排放特性进行了试验研究，研究结果表明：偏浓与偏稀的混合气都会导致怠速工况微粒数量浓度的增加，微粒数量浓度粒径分布呈单峰分布，曲线峰值出现在微粒直径69.8～93.1 nm之间，数量级在107～108，主要形态为聚积态。随着喷油时刻的提前，微粒数量浓度因燃油与空气混合时间的增加而减少，粒径分布呈单峰分布，积聚模态微粒数量浓度大于核模态数量浓度，数量级在10^7～10^8，微粒表面积浓度随着喷油时刻的提前而减小。 展开更多

关键词 内燃机 直喷汽油机 喷油 微粒 排放

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增材制造镍钛仿生结构缓冲吸能及自恢复特性研究 被引量：4

10

作者 于征磊 信仁龙 +6 位作者 陈立新 郭雪 朱奕凝 张志辉 徐泽洲 梁平 赵杰亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期279-285,共7页

蜂窝结构由于具有优异的可设计性、剪切模量、断裂韧性、抗冲击吸能等特性,在车辆碰撞、卫星着陆、军事装备等吸能结构设计和多功能优化方面具有巨大的应用潜力。以普通内凹蜂窝结构为基础,运用结构仿生学原理进行了仿生优化设计,建立... 蜂窝结构由于具有优异的可设计性、剪切模量、断裂韧性、抗冲击吸能等特性,在车辆碰撞、卫星着陆、军事装备等吸能结构设计和多功能优化方面具有巨大的应用潜力。以普通内凹蜂窝结构为基础,运用结构仿生学原理进行了仿生优化设计,建立了内凹蜂窝结构和仿花生壳结构的三维负泊松比承载结构,并利用有限元分析软件LS-DYNA进行数值仿真分析。同时以NiTi形状记忆合金这种有独特的形状恢复行为、低刚度、高强度、超弹性的材料为基材,运用选区激光融化技术制备了两种仿生结构样件,并对样件进行了准静态压缩试验。通过对比试验测试结果与数值仿真结果得出,两种结构在吸能减震方面均有着较好的应用前景。其中,3D仿花生壳承载结构有着更好的吸能承载特性。两种结构在5次13%的循环压缩试验后,经过水浴加热后均可达到99%以上的形状恢复效率,为未来具有自恢复功能的缓冲结构的设计提供了参考。 展开更多

关键词 工程仿生学 仿生结构设计 增材制造 负泊松比 准静态压缩 数值模拟

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柴油机缸内两相流卷吸效应对燃烧模式的影响 被引量：1

11

作者 杨淼 林学东 +1 位作者 李德刚 刘迎澍 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期672-680,707,共10页

预混合燃烧和扩散燃烧是柴油机的基本燃烧模式,本文选取高压共轨直喷柴油机两种典型燃烧室:缩口型燃烧室和扩口型燃烧室,通过仿真计算研究在不同背景气流环境下基于卷吸效应的混合气形成机理。结果发现:喷射初期油束贯穿背景气流时,油... 预混合燃烧和扩散燃烧是柴油机的基本燃烧模式,本文选取高压共轨直喷柴油机两种典型燃烧室:缩口型燃烧室和扩口型燃烧室,通过仿真计算研究在不同背景气流环境下基于卷吸效应的混合气形成机理。结果发现:喷射初期油束贯穿背景气流时,油束表面小尺度涡流引起的卷吸效应是形成预混合气的主要原因;对一定的喷射条件不同背景气流直接影响卷吸效应;缩口型燃烧室喷射初期卷吸作用强,预混合速率较快,且大部分燃料在燃烧室内部强滚流的作用下快速扩散燃烧,所以属于预混合扩散燃烧(PDC)模式,虽预混合燃烧占比小,但高温区宽;扩口型燃烧室虽喷射初期卷吸效应相对较弱,预混合燃烧速率较低,但油束冲击壁面凸台后形成二次预混合过程,使预混合气形成持续期延长,预混合燃烧占比大,形成双预混合扩散燃烧(DPDC)模式,通过这种DPDC燃烧模式可减小高温区域面积,由此有效抑制NO_(x)的生成。 展开更多

关键词 燃烧模式 卷吸效应 涡流强度 NO_(x)生成机理

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低速加载对铝合金-玄武岩纤维增强树脂复合材料粘接接头失效的影响 被引量：2

12

作者 栾建泽 那景新 +2 位作者 慕文龙 谭伟 陈宏利 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1200-1208,共9页

为了给铝合金-玄武岩纤维增强树脂复合材料(BFRP)粘接结构在汽车工业中的应用提供参考和指导,制作了铝合金-BFRP粘接接头,分别在1、50、100 mm/min低速加载速率下进行准静态拉伸试验与剪切试验.结合汽车服役中的温度区间,在80℃的高温... 为了给铝合金-玄武岩纤维增强树脂复合材料(BFRP)粘接结构在汽车工业中的应用提供参考和指导,制作了铝合金-BFRP粘接接头,分别在1、50、100 mm/min低速加载速率下进行准静态拉伸试验与剪切试验.结合汽车服役中的温度区间,在80℃的高温老化环境下对接头进行0、5、10、15、20 d的老化实验.对老化的接头进行加载速率为1、100 mm/min的准静态拉伸试验与剪切试验,得到不同老化时间下铝合金-BFRP粘接接头的准静态失效强度.结合宏观模式与扫描电子显微镜分析研究接头失效模式的变化,结果表明:铝合金-BFRP粘接接头失效强度由加载速率和老化时间共同影响.低速加载过程,接头在拉应力和切应力作用下的失效强度均随加载速率的增大而升高;在加载速率范围内,切应力作用下接头失效强度的上升幅度大于拉应力作用下的;3种低速加载速率测试中,拉应力和切应力作用下接头的失效模式分别为纤维撕裂和胶层内聚,未老化接头的宏观失效模式无明显变化.本研究对高温环境下服役的粘接结构准静态的失效预测具有工程意义. 展开更多

关键词 玄武岩纤维增强树脂复合材料 粘接 加载速率 高温 老化 失效预测

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液力偶合器三维涡识别方法及流场时空演化 被引量：3

13

作者 柴博森 张进 +3 位作者 吕恒升 闫东 杨昊旻 丛皓 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期32-40,共9页

精细刻画液力偶合器内部非定常多尺度三维涡结构对于揭示液力偶合器流场时空演化规律与能量损耗机理具有重要意义。该研究基于计算流体动力学理论,采用应力混合涡湍流模型多尺度解析模拟制动工况下液力偶合器三维旋涡流场。通过3种不同... 精细刻画液力偶合器内部非定常多尺度三维涡结构对于揭示液力偶合器流场时空演化规律与能量损耗机理具有重要意义。该研究基于计算流体动力学理论,采用应力混合涡湍流模型多尺度解析模拟制动工况下液力偶合器三维旋涡流场。通过3种不同的涡识别方法提取涡轮内部多尺度涡系结构,从空间重构效果、阈值选择范围及敏感性角度分析不同涡识别方法的适用性。依托粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)流场试验验证数值模拟及涡结构辨识结果的准确性与可靠性。围绕三维涡结构特征解析结果和二维流场图谱信息,分析并揭示流道内部湍流的时空演化规律及能量损耗机理。结果表明:Q准则方法的阈值选择盲目性大,难以同时识别强涡与弱涡结构,丢失很多涡结构细节特征,无法准确预测三维涡空间连续性运动趋势;Ω方法能够在阈值范围为0.51~0.59内辨识弱涡结构,但涡系空间重构后涡的运动趋势感不强;Ω_(L)方法对阈值不敏感,在阈值范围为0.51~0.67内该方法空间涡系重构效果最好,强涡、弱涡结构特征识别度高。制动工况下涡轮内部整体流动为逆时针大尺度环流,并伴有小尺度涡流等局部流动现象,与主流涡运动相同旋向的旋涡促进主流旋涡运动,相反旋向的旋涡阻碍主流旋涡运动,由于涡的撕裂、破碎、分离、碰撞、摩擦、挤压等作用,导致流体能量损失,以热能形式耗散。研究结果可为液力偶合器结构设计与优化提供理论与技术指导。 展开更多

关键词 计算流体动力学 涡流 湍流模型 粒子图像测速 液力偶合器 涡识别

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