《基於駕駛人使用模式的汽車底盤智慧型集成關鍵技術研究》是依託吉林大學，由朱冰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於駕駛人使用模式的汽車底盤智慧型集成關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱冰
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
汽車底盤一體化集成能夠綜合協調各動力學子系統實現整車性能最優，是當前車輛研究領域的熱點和前沿。但現有研究大多基於車輛動力學分析進行系統集成，很少考慮駕駛人因素的影響，事實上，主動控制系統和駕駛人對車輛的控制是相互作用的，具有強烈的耦合關係。本項目擬通過仿生工程與車輛工程的學科交叉，以人-車-環境耦合系統作為研究對象，研究掌握基於駕駛人使用模式的汽車底盤智慧型集成關鍵技術。根據生物耦合理論對駕駛人使用模式進行生物耦元及耦聯方式分析和仿生模式識別，以此為基礎，綜合利用多變數頻域控制、仿生智慧型微粒群最佳化控制分配和神經網路算法對主動轉向/制動子系統進行集成，建立以人為本、全面考慮駕駛人因素的底盤一體化智慧型集成系統。本項目的開展，將探索出一套全新的設計方法，將車輛主動安全控制從傳統的車-環境系統控制拓展到更為接近實際的人-車-環境閉環系統控制，能夠使車輛更加人性化、智慧型化，並有效提升主動安全性能。
結題摘要
汽車底盤主動控制系統和駕駛人對汽車的控制是相互作用的，具有強烈的耦合關係，而駕駛人使用模式包含許多複雜、多變和不確定性因素，因此，充分理解駕駛人和底盤控制系統的特質，建立協同最佳化機制，實現人-車-環境整體性能最優是汽車智慧型技術發展中亟待解決的關鍵科學問題。 本項目通過仿生工程與車輛工程的學科交叉，系統深入的研究了基於駕駛人使用模式的汽車底盤智慧型集成關鍵技術：（1）根據耦合仿生理論對駕駛人使用模式進行了生物耦元特性及耦在線上理分析；在此基礎上，通過實車試驗、駕駛模擬器試驗等方式對典型工況駕駛人使用模式數據進行了採集；採用計算統計方法和仿生模式識別方法對駕駛人使用模式進行了辨識和回歸設計。（2）設計了仿駕駛人感官模式的車輛狀態觀測器，開發了基於卡爾曼濾波的車輪地面力估算算法和基於最小二乘法的路面附著係數估算算法，並在主動控制系統工作條件下對算法進行了測試分析。（3）提出了基於駕駛人特性模型預測的汽車底盤集成控制策略；引入多變數頻域控制理論對車輛系統耦合特性進行了分析；在此基礎上，對汽車底盤智慧型集成策略進行了深入的研究，分別採用逆奈奎斯特陣列法、模型預測控制、最佳化控制分配等設計了汽車底盤智慧型集成控制系統。（4）在伺服環，提出了控制分配方法和仿生智慧型微粒群算法兩種橫擺力矩分配方法，在保證力跟蹤效果的同時，減少了執行器控制輸入。（5）對系統執行機構進行了回響特性測試，統一考慮駕駛人和執行機構的延遲、滯後，採用仿生神經網路、模糊控制等智慧型控制方法設計了執行機構精細調節算法，以保證底盤智慧型集成系統的回響速度和控制精度。（6）根據現代汽車電控系統開發流程，建立了離線仿真平台、硬體在環試驗平台、實車試驗平台等一套完整的集成控制開發環境，對項目提出的控制策略進行了測試分析。 通過本項目的研究，建立了一套以人為本、綜合考慮駕駛人使用模式的汽車底盤智慧型集成系統，使車輛更加人性化和智慧型化。項目運行期間，發表學術論文17篇（含已錄用待發表5篇），其中SCI檢索2篇，EI檢索14篇，SAE論文3篇；申請專利10項，其中已授權6項；獲吉林省自然科學學術成果獎三等獎1項；指導學生榮獲“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽二等獎1項、“贏在南京”青年大學生創業大賽三等獎1項；以本項目為基礎進行拓展研究，申請人還先後獲得博士後基金一等資助項目、博士後基金特別資助項目以及國家自然科學基金面上項目。
