针对可能出现的由于驾驶员恐慌等因素造成的制动力不足，以及在长距离下坡时为防止车辆超速驾驶员操作负担增大的情况，利用Stateflow状态机理论与Matlab/Simulink联合建模的方法，设计了液压制动辅助（HBA）以及陡坡缓降控制（HDC）控制策略。通过试验最终选取制动踏板位移及其变化率作为识别参数以更好地识别驾驶员意图，同时根据牛顿第二运动定律设计坡道识别算法，并考虑到制动器高温失效的问题，建立温度模型。最后，进行离线仿真及硬件在环试验，结果均验证了控制策略的正确性。实车道路试验结果表明，本文所设计的HBA功能能够满足ECE标准，而HDC功能也能够保持车速在目标车速附近波动，说明本文控制策略能够达到较好的控制效果。

针对路面不平度识别的问题，研究了基于车辆响应的NARX神经网络识别方法及其适用性。建立了汽车振动系统4自由度平面模型，通过仿真获得车辆响应和车轮路面不平度。对于NARX神经网络及其应用选择、输入方案优化和评价指标进行了研究，提出了车辆响应选择和组合优化的解决方案。采用NARX神经网络识别了常用的B级路面和车速为60 km/h下某轿车的前轮路面不平度，其相关系数和均方根误差分别达到96.75%和0.003 3。考虑了训练采样点数、车辆响应随机噪声、车速和路面等级的变化对训练完成的NARX神经网络效果的影响，说明了基于车辆响应识别路面不平度的NARX神经网络方法的适用性。研究结果表明，采用正交试验设计确定NARX神经网络优化输入方案和基于车辆响应识别路面不平度取得了满意的结果，两者具有良好的适用性。

为了智能化解决城市道路交通系统存在的问题，提高短时交通流预测的准确性，采用免疫算法优化的最小二乘支持向量机（LSSVM）建立短时交通流量预测模型。利用免疫算法对LSSVM中的惩罚因子和核函数参数进行优化，得到最优预测模型。以车辆行驶平均速度和占有率作为模型输入，交通流量作为输出进行预测仿真试验。试验结果表明：本文采用的优化LSSVM模型进行仿真试验的预测误差有所减小，输出结果更接近真实值。

为了给占用车行道的路内停车泊位设置提供参考依据，通过开展路内停车干扰条件下城市道路路段交通流参数调查，分析给出了小客车饱和车头时距随路内停车数量变化的规律，采用SPSS统计分析软件分别构建了间隔车道、邻近车道的饱和车头时距与小客车在路内停车数量的关系模型。基于所建理论模型，给出了设置路内停车泊位的邻近车道和间隔车道机动车交通量阈值的建议，并进行了实例验证。研究结果表明：随着路内停车数量的增加，邻近车道和间隔车道的小客车饱和车头时距均增加，且满足二次函数关系；路内停车数越多且设计速度越高，该道路实际通行能力的路内停车数量的修正系数越小，说明其越不宜设置路内停车泊位；在路内停车数量相同的情况下，间隔车道的修正系数若大于邻近车道，说明路内停车对该路间隔车道的交通运行影响要小于邻近车道。

为解决核电站机器人作业功能单一性的问题，研制了一种机器人末端执行器自更换机构。该机构采用同心三虎克铰并联的多力矩输出接口形式，为末端执行器及相关作业提供动力输入。在分析末端执行器自更换端与工具架之间双虎克铰被动柔顺对接特性以及容差条件的基础上，提出了一种基于接触力阈值的末端执行器自更换机构自动对接控制策略；完成了末端执行器自更换机构样机设计，利用SCHUNK 6自由度机械臂移动平台进行多种末端执行器的自动更换试验，验证了控制策略的有效性和机构的容差特性。试验结果表明：该机构能够完成较大容差柔顺对接并可以实现末端执行器动力传递功能。

针对基于接受信号强度（RSS）的位置指纹室内定位方法易受到多径效应及噪声干扰而导致定位精度低这一问题，提出了一种仿蝎子振源定位机理的位置指纹室内定位方法。该方法首先仿蝎子的 n / \mathrm{1} 神经元构型构建神经元结构对振动信号进行编码，将振动信号转化为脉冲。然后，提取脉冲作为位置指纹特征，并利用该脉冲建立位置指纹特征库。最后，用加权K近邻（WKNN）算法进行振源位置估计。为验证本文算法的有效性，模仿蝎子生理结构，搭建了一套仿蝎子振动感知的振动信号采集系统，在室内环境中进行用户踏步信号的采集，并根据振动数据进行定位试验。结果表明：本文提出的仿蝎子 n / \mathrm{1} 神经元构型的位置指纹定位方法比基于RSS的位置指纹定位方法的平均定位准确度提高了0.148 4 m。

为了提高电动轮汽车在紧急制动过程中的稳定性,提出了一种基于实时计算车轮滑移率的再生制动与液压制动协调控制防抱死策略。基于重新构型的液压制动系统,根据轮速和车速计算汽车瞬时纵向滑移率,并以其为控制目标,设定一套滑移率门限值,通过降低电机转矩来实现制动防抱死控制。在AMESim 软件中建立相应的15自由度整车模型,在Simulink中建立防抱死控制策略模型,并在低、中、高3种不同附着路面上进行仿真,结果表明,本文制定的控制策略能够在满足汽车在高效回收制动能量的同时防止车轮抱死,保证了车辆的制动稳定性。

推导了焊点质量、刚度矩阵修改与白车身结构动态特性之间的关系,以试验频率与振型为目标,对白车身类板壳点焊结构焊点参数进行识别,提出了利用参数识别的弹塑性梁单元方法对点焊结构进行模拟。与弹塑性梁单元焊点建模方法在动态特性分析方面进行了对比,并应用于实车白车身动态特性仿真进一步验证仿真精度。结果表明,参数识别的弹塑性梁单元焊点建模方法提高了板壳类结构动态特性分析的仿真精度,为点焊的数值模拟仿真提供了一种研究方法。

为了研究应激情况下驾驶人的视觉特性,分析了不同应激场景下驾驶人的眼动数据。采取动态聚类方法划分注视区域,选取了合适的视觉特性指标作为分析指标。运用主成分分析法及统计分析方法研究了被试驾驶人眼动数据,得到了基于应激响应的驾驶人视觉特性。试验结果表明:驾驶人在应激场景下视觉分配较为集中,遇到应激场景时,驾驶人更习惯于从前方近处区域作为获取交通信息的主要区域,当场景中出现移动的目标物时,驾驶人会根据目标物的移动范围选取1~2个相关的辅助区域进行信息获取的补充。同时,驾驶人对主要区域以注视为主,辅助区域以扫视为主。

为了改善可变限速控制在应用过程中带来的通行效率损失,采用自动巡航与可变限速协同控制来对高速公路车辆进行管控。基于智能驾驶员模型建立了自动巡航控制模型,结合可变限速控制形成了协同控制方法,采用美国NGSIM微观交通流数据对模型进行了标定,并进行了高速公路仿真实验。仿真结果表明:协同控制能在有效降低瓶颈路段上游车辆速度的同时,降低平均每辆车增加的通行时间比例,从而有效改善高速公路的通行效率。

利用机械制粉、冷等静压和快速压锻工艺制备得到了一种耐热金属铝,该材料晶粒尺寸为0.6~4 μm,室温抗拉强度为536 MPa, 达到商业高强铝合金的性能水平,同时材料具有优异的高温性能。通过4320 h高温热暴露实验研究发现,材料在200、300、350 ℃下的持久强度分别达到为381、242和178 MPa,较热暴露实验之前的性能只分别下降了1.3 %、1.5 %和1.8 %,其耐高温机制是材料在制备过程引入的第二相夹杂在晶界间,起到抑制晶粒长大的作用。

以轿车子午线轮胎205/55R16为研究对象,建立了具有复杂花纹的轮胎有限元模型,利用Abaqus有限元软件模拟轮胎在路面上滚动的过程,得到轮胎滚动过程中接地区域花纹沟的体积变化情况,以此作为轮胎泵浦噪声分析的边界条件。在此基础上利用流体力学方法(CFD)对花纹沟槽的流场特性进行分析,并应用FW-H方程计算花纹的泵浦噪声。通过分析接地区花纹变形特点,提出将花纹沟体积变形速率作为花纹泵浦噪声的评价方法。结果表明,花纹沟体积变形速率可以准确地预测花纹泵浦噪声性能,在此基础上提出了花纹沟加强筋降噪结构,花纹沟加强筋可以增大花纹刚度、减小花纹变形,具有明显的降噪作用,泵浦噪声降低了3.68 dB。

针对加筋土挡墙在使用过程中会出现竖向沉降、路面纵横开裂及挡墙外倾变形等病害,甚至发生局部塌陷,从而影响交通运营的问题。通过对哈尔滨市加筋土挡墙的病害调查,总结了病害的主要形态。选取典型病害段,利用MIDAS-GTS NX有限元软件,分析了填土性质、填土脱空、筋带断裂、渗水及汽车荷载等因素对运营后挡墙水平变位及筋带轴力的影响,系统地研究了加筋土挡墙病害的成因。研究认为:挡墙的病害是土压力、车辆作用、路面渗水等诸多因素综合作用的结果。填土的c、φ值是挡墙水平变位的敏感性因素,路面开裂渗水,使得填土含水量上升,导致填土的c、φ值下降,这是导致挡墙水平外倾的重要因素;筋带断裂、填土脱空及汽车荷载超载也是导致挡墙水平变形重要因素之一,本文研究成果为加筋土挡墙的养护维修与加固提供了依据。

为测量与研究仿生功能表面在内流管道中的减阻性能,设计了基于压差测试原理的测试系统。针对内流流动的特点,设计的试验段可拆装并能够安装不同厚度的试样做为流场壁面。设计了基于PLC(可编程序控制器)的数据采集处理与控制系统,并对系统精度进行分析,得出了各流速点对应的均方差极限。利用该系统对弹性表面和弹性导热仿生表面减阻进行了测试与研究,结果表明该系统能够对内流流动中的各种仿生功能表面减阻性能进行测试并具有较高的精度。

在对混合动力汽车启停运行机理分析的基础上,建立了能够反映启停过程的发动机瞬态动力学特性的AMESim仿真模型;然后,根据发动机启停系统工作原理,将混合动力汽车的启停控制问题转换成转速跟踪控制问题,并推导了简化的面向控制的电机与发动机系统耦合模型;针对系统的非线性特性,设计了非线性三步法启停控制器,并通过输入到状态稳定理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后,通过AMEsim和MATLAB/Simulink联合仿真验证了非线性三步法启停控制器的有效性和鲁棒性,实现了混合动力汽车的快速、平稳启停。

为充分利用海洋哺乳动物和水声传感器网络(UASNs)共享的稀缺频谱资源,提出了一种生物友好的认知水声网络频谱分配(MMF-CASA)方法。将海洋哺乳动物作为主用户,传感器节点作为次级用户,设计了生物友好的认知水声网络通信机制。以次级用户系统容量最大化为目标建立效用函数,通过拉格朗日乘数法和功率控制与信道分配技术求解次级用户的发送功率与信道分配,设计了生物友好的水声网络频谱分配机制和算法。实现了主用户和次级用户信道共享,最大化了水下稀缺的频谱资源的利用率。仿真结果表明,采用生物友好的认知水声网络频谱分配方法能够避免传感器节点通信对海洋哺乳动物间通信的干扰,使网络的频带利用率和系统容量分别提高了37.4%和34.2%。

为了改进车道偏离预警系统的工作效能,本文提出了考虑人-车-路特性的无意识车道偏离识别方法。首先,明确了无意识车道偏离识别的具体含义,将其划分为疲劳车道偏离和次任务车道偏离;其次,利用受试者工作特性曲线(ROC)确定无意识车道偏离的识别时间窗口,保证了无意识偏离样本筛选的有效性;再次,以12名驾驶人为试验对象,采集并对比分析了驾驶员操纵特性、车辆运动状态和车辆与车道线相对运动状态等相关参数,并分别选取作为疲劳车道偏离和次任务车道偏离识别基本特征;最后,采用高斯混合隐马尔科夫模型(GM-HMM)构建无意识车道偏离识别模型。实验结果表明,本文方法具有较好的识别效果。

目前车辆换挡舒适性评价多采用伪主观的评价方法,通过分析车辆的行驶参数来间接反映驾驶员的主观感受,忽略了人体在换挡过程中的真实反应。基于此,以动力换挡变速器装载机为对象,研究了人体在车辆换挡过程中的响应,引入了人体反应谱的分析方法,采用灰色关联理论建立了换挡舒适性评价体系,并进行了仿真研究。

利用视频处理技术对过街行人的全时空信息进行采集,分析了违章行人与转弯车辆冲突的内在规律,并提出了行人过街位置分布的建模方法。首先,利用调查数据定性分析了行人过街位置对人车冲突的影响。其次,通过对多交叉口不同时刻行人(包括违章行人)行走位置的统计分析,得到绿灯消散时间和人行横道长度对行人过街位置的影响。结合调查数据,利用Gauss函数对不同时刻的行人过街位置分布进行建模,建立绿灯消散时间和人行横道长度与Gauss函数模型参数的关系等式,拟合模型的R²分别达到0.9、0.93、0.97,表明模型能够很好地反映行人过街位置分布规律。最后,对模型进行了验证,在所建立模型的基础上,分析了行人过街位置分布规律对行人与转弯车辆冲突区域判别的作用,并提出减小冲突区域的优化方法。

以中国标准动车组前端三维蒙皮件为例,利用通用有限元软件Autoform对该类厚度大、拉延深度浅、空间结构复杂、非对称的V型截面蒙皮件的成形过程进行了模拟分析。研究了压边力、拉延筋、凹模圆角、拉延深度、摩擦因数及模具间隙等工艺和结构参数对蒙皮件成形的影响。分析了该类构件拉伸不足及轮廓精度差等成形缺陷的成因,并提出了相应的控制方法。结果表明:拉伸不足主要由成形过程中板料的流动阻力不足引起,可通过增大压边力、设置拉延筋进行控制,对于本文所研究的长条形蒙皮件而言,采用变强度拉延筋可以有效控制拉伸不足;轮廓精度差主要由回弹量大引起,优化成形工艺参数可一定程度上提高蒙皮件轮廓精度,工艺参数对轮廓精度的影响程度按照从大到小排序为:凹模圆角、摩擦因数、模具间隙、拉延深度;基于回弹量对模具型面进行补偿可以有效控制蒙皮件的轮廓精度;对于4 mm厚5083-H111铝合金蒙皮件而言,回弹补偿系数取1.2时,蒙皮件的轮廓精度最好。基于模拟结果开展了成形试验,得到合格的成形件,验证了缺陷控制措施的有效性。