CarSim

摘要： 在不同路面行走过程中,为了提高轮式机器人的响应速度,降低外部扰动对调速系统的影响,改善系统抖振,根据分数阶微积分原理,结合滑模控制与内模控制策略,提出一种分数阶滑模内模控制(Fractional Order Sliding Mode Internal Mode Control,FOSMIMC)新方法,应用于轮式机器人调速系统。通过MATLAB/Simulink与Carsim仿真软件建立四轮差速运动模型。实验结果表明,分数阶滑模内模调速方法不仅能够有效消除系统受干扰时产生的稳态误差和降低调节时间,而且可以削弱系统抖振现象,同时提升了系统的鲁棒性。

摘要： 在智能车辆的自动跟车过程中,因路况复杂常需加减车速或改变运动方向,在回正过程往往会造成车辆间距的误差增加,为使智能车辆速度与加速度更快更准确地到达平衡点,基于滑模控制设计了纵向控制器,通过车辆队列模型,验证控制器对车间距以及速度控制的稳定性。通过建立运动学和纵向动力学模型,进行载荷分析,运用滑模控制算法对纵向控制器进行设计,并通过耦合反步滑模横向控制器对预期轨迹进行控制。通过CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真,与传统PID控制下的车间距误差做对比,验证了滑模纵向控制器的控制效果。

摘要： 自动泊车系统属于智能驾驶技术的重要领域,在智能驾驶的最后一公里中承担着重要作用。在自动泊车系统研究中,提出一种多项式拟合的多段式泊车路径规划方法,解决了传统圆弧直线相切泊车路径曲率不连续的问题。车辆运动控制部分采用模型预测控制方法对车辆进行横向运动控制,由于车辆纵向运动无准确模型,采用比例-积分-微分反馈控制车辆纵向速度。文章最后通过CarSim车辆动力学仿真软件联合Matlab/Simulink进行仿真分析,实验结果表明,文中设计的泊车路径适合泊车工况,且跟踪误差较小。

摘要： 针对传统ACC算法对车辆行驶经济性考虑不足的问题,提出了基于PSO算法的节能ACC策略。在巡航模式中引入滑行巡航模型,并以油耗为目标,采用PSO算法进行滑行巡航加速度优化。以CarSim车辆模型为基础,建立了节能ACC策略模型,并通过CarSim与Simulink进行联合仿真。结果表明:相同的行驶距离情况下,节能ACC策略相对于常规ACC定速巡航策略油耗更低。

摘要： 为减少因车道偏离引发的交通事故,基于二自由度车辆模型,设计基于线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)的车道保持辅助控制策略。在侧向路径偏移和横摆角误差的基础上,增加侧向速度和横摆角速度为状态变量,采用LQR算法控制系统达到稳定的同时,将车辆的状态通过CarSim反馈给控制器,使状态变量和控制输入构成的成本函数最小化,即以最小的代价控制方向盘转角,实现车辆跟随车道中心线行驶;在MATLAB/Simulink中搭建控制器,与CarSim进行联合仿真。结果表明,在不同车速及道路工况下,该控制策略均可有效减小控制误差,消除侧向偏移,且保证车辆在车道内稳定行驶,具有良好的鲁棒性和适应性。

摘要： 汽车爆胎是一种极其危险的工况,通过数学公式难以准确表达爆胎轮胎的力学特性,试验研究难度较大。文章以Carsim软件中的205/45 R17型轮胎为载体,通过对爆胎轮胎参数进行修正,建立了Carsim内置轮胎爆胎模型。通过仿真计算,车辆发生爆胎会导致汽车偏离预期道路,车身向爆胎轮胎侧偏转,爆胎轮胎纵向力及侧偏力剧烈变化,导致受爆胎影响最大的轮胎纵向力变大3.5倍,侧偏力变大10.5倍,仿真结果为爆胎车辆稳定性控制研究提供了基础。

摘要： 为实现全电驱分布式无人车的路径跟踪控制仿真,联合Carsim和Simulink建立了具备独立驱动/制动/转向功能的全电驱分布式无人车运动仿真平台。在该仿真方法中,车辆行驶的整车动力学仿真在Carsim软件中实现,整车动力学中驱动轮的驱动力矩及转速等参数直接来自Matlab/Simulink中建立的驱动电机、转向电机等驱动力、制动力参数,进而实现分布式无人车的四轮独立驱动/制动/转向电动车的功能。通过对无人车的转向控制和路径跟踪控制进行仿真,验证了该仿真平台的准确性及稳定性。

摘要： 针对车队纵向跟随控制存在跟随效率低且系统不稳定的问题,提出一种基于模糊模型预测控制(model predictive control,MPC)方法的智能车队纵向跟随模型.根据车队动力学方程推导出包含跟随性和乘坐舒适性的MPC目标函数,在MPC控制器的基础上引入模糊策略,实时调整MPC目标函数中的跟随性权重系数,输出符合驾驶场景需求的理想加速度.结合纵向逆动力学模型和比例、积分、微分(proportional integral derivative,PID)控制建立下层控制器,将期望加速度转化为节气门开度或制动压力.搭建Carsim和Simulink联合仿真平台,模拟智能车队高速行驶工况,并分别与PID方法和传统的MPC方法对比.结果表明:模糊MPC控制器在高速工况下,动力学参数均满足约束条件,间距误差控制在8 m以内,相较于PID控制和传统MPC控制最大速度误差分别减小了6.6、2.5 m·s^(-1),且在紧急制动场景中车速变化更加平稳,车队的乘坐舒适性得到了提高.

摘要： 针对汽车在路口转向时遇到障碍物,自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking,AEB)难以判断驾驶员意图导致误制动或未强行制动的问题,通过模糊控制算法来优化设计AEB,基于CarSim与Simulink联合仿真开展不同工况下的仿真实验,并验证所设计的AEB控制算法能有效预判移动目标,取得了良好的控制效果,对一些因素的干扰也具有较好的鲁棒性。

摘要： 通过模拟轮胎在障碍物上的滚动并观察其对平面内刚性带束层振动模式的影响,研究了轮胎的动态特性。使用三种建模方法来了解各种轮胎的设计参数,这些参数会影响与车辆乘用性相关的性能。首先,采用简化的三自由度刚性环模型来初步了解这些模式。接下来,利用一个考虑了组件合规性的详细有限元模型研究这些模式对轮胎开发中最常见的设计参数变化的灵敏度。最后,为了研究这些轮胎设计在运行中的变化,使用自动驾驶仿真软件工具(CarSin)和柔性环轮胎模型(FTire)模型进行了车辆仿真。相应地调整与轮胎设计参数相对应的FTire模型参数。报告了轮胎设计参数对障碍物响应以及有限元模型与FTire模型之间结果的相关性的观察结果。

摘要： 本发明公开了一种基于Carsim仿真的公路圆曲线路段限速值计算方法，分别建立横摆角速度和前轮侧偏角绝对值均值安全边界计算模型，利用模型计算获得横摆角速度安全边界和前轮侧偏角绝对值均值安全边界；在汽车动力学仿真软件Carsim中建立驾驶员控制‑车辆‑3D公路耦合仿真模型，在仿真模型中以汽车的设计速度为起始仿真车速，逐步增加仿真车速，获取汽车在公路上运行时反馈的横摆角速度和前轮侧偏角绝对值均值，当反馈的横摆角速度和前轮侧偏角绝对值均值中任一数值达到安全边界时，此时的仿真车速即为对应公路圆曲线路段的限速值。本发明方法能准确反映公路立体线形、路面附着条件对汽车侧向运动的影响，可提高不同天气条件、圆曲线路段几何参数下的行车安全。

摘要： 本发明公开了一种基于Carsim中Python接口的漂移控制方法，包括：获取任意一种汽车漂移的控制逻辑；根据获取的控制逻辑，基于Carsim系统自带的Python接口定义得到相应漂移控制模型的输入输出变量；在Carsim系统自带的py控制文件基础上进行修正，生成相应漂移控制模型的控制文件；编辑cmd文件，该cmd文件用于调用步骤S3生成的控制文件，通过控制外部python可执行程序来调整四轮扭矩和车速转角，以实现对应类型的汽车漂移。本发明通过高效的Carsim、Simulink和Python的联合仿真，实现了Carsim车辆动力学模型、Simulink控制逻辑和基于Python的AI算法的集成仿真。

摘要： 本发明公开了一种基于Carsim仿真的公路圆曲线路段限速值计算方法，分别建立横摆角速度和前轮侧偏角绝对值均值安全边界计算模型，利用模型计算获得横摆角速度安全边界和前轮侧偏角绝对值均值安全边界；在汽车动力学仿真软件Carsim中建立驾驶员控制‑车辆‑3D公路耦合仿真模型，在仿真模型中以汽车的设计速度为起始仿真车速，逐步增加仿真车速，获取汽车在公路上运行时反馈的横摆角速度和前轮侧偏角绝对值均值，当反馈的横摆角速度和前轮侧偏角绝对值均值中任一数值达到安全边界时，此时的仿真车速即为对应公路圆曲线路段的限速值。本发明方法能准确反映公路立体线形、路面附着条件对汽车侧向运动的影响，可提高不同天气条件、圆曲线路段几何参数下的行车安全。

摘要： 本发明涉及一种基于Carsim的弯道路段小客车行车安全模糊综合评判方法，首先列出行驶速度、圆曲线半径和合成坡度的取值策略表；根据正交试验表在取值策略表中取值得正交试验取值策略表，在Carsim中构建模型，输出数据；计算每组数据对应的临界附着系数，计算行驶速度和圆曲线半径的权重向量；建立临界附着系数与行驶速度和圆曲线半径的回归模型，建立路面附着系数与行驶速度的回归模型，确定危险等级划分依据，计算出单因素评判矩阵；由权重向量和单因素评判矩阵计算得归一化的综合评判，确定危险评判系数的系数矩阵，计算得综合评判系数矩阵，判断弯道路段行车安全性。本发明依靠仿真手段，可以在设计阶段就对道路安全状况进行分析。