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《中国农业大学》 2001年
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汽车—驾驶员—环境闭环系统操纵稳定性虚拟试验技术的研究

尹念东  
【摘要】: 基于虚拟现实技术(Virtual Reality)的虚拟试验技术(Virtual Experiment)是一种先进的计算 机仿真技术,它在“体验”试验过程,分析、理解仿真的结果,减少试验费用,缩短研究开发 时间等方面具有独特的优势,是科学界和工程界所关注的技术之一。汽车操纵稳定性是汽车智 能交通系统、汽车主动安全技术、汽车自动驾驶和车辆巡航技术的基础,而汽车操纵稳定性的 研究往往需要进行计算机仿真。把虚拟试验用于汽车操纵稳定性研究,则为车辆运动仿真提供 了一种新的研究方法,具有理论的深刻性和实际应用的双重意义。围绕着汽车操纵稳定性的虚 拟试验技术的研究,本文在设计与建立虚拟现实系统、开发虚拟试验平台、建立模糊汽车模型 和模糊神经网络驾驶员控制模型、试验与仿真结果的对比等方面进行了探索性的工作。主要研 究成果如下: 首先,本文提出了汽车操纵稳定性虚拟试验的概念,所谓虚拟试验就是把虚拟现实技术用 于汽车操纵稳定性的试验研究中,交互地改变诸如车辆参数、道路条件、驾驶员控制机理等试 验的条件和参数,模拟真实试验,以分析、验证理论和假设的正确性。在查阅了国内外大量文 献资料及研究动态的基础上,本文设计并建立了能满足本课题需要的一套桌面虚拟现实系统 (Desktop VR)。 然后,基于所设计的桌面虚拟现实系统(Desktop VR),笔者在Visual C++6.0和OpenGL 环境下,用面向对象的技术开发了“汽车操纵稳定性虚拟试验平台”,并在该试验平台上进行了 桑塔纳轿车(330K8DLOLSD1)操作稳定性典型路况(双移线、蛇行线)的虚拟试验(仿真试 验)。虚拟试验结果表明:虚拟试验能较好的虚拟再现实车试验的场景,参与者能交互地控制仿 真过程,使人们对车辆运动仿真的分析、理解变得更为容易。 第三,在汽车---驾驶员---环境闭环系统研究中,基于模糊逻辑理论,建立了通用的六因子 调整(自适应)模糊汽车模型。弥补了现有的汽车模型都是针对某一具体的车型而建立的不足。 这使得该汽车模型具有实用的价值,是在汽车建模型理论上和方法上的突破。 第四,提出了在自然坐标下的驾驶员前视预瞄轨迹的预瞄策略,给出了横向预瞄偏差的概 念,建立了基于横向预瞄偏差的驾驶员前视轨迹控制模型。与现行的驾驶员预瞄模型相比,该 模型物理意义清晰,分析计算简单、实用性强。基于模糊神经网络理论,建立了模糊神经驾驶 员控制模型,用BP网络实现了控制规则、隶属度函数的模糊映射。模糊神经驾驶员控制模型能 对驾驶员的知识进行学习和记忆,在一定程度上体现了驾驶员的智能行为。汽车模型和驾驶员 控制模型的研究为虚拟试验提供了试验数据。 最后,进行了汽车操纵稳定性的道路试验(包括单移线试验、双移线试验、蛇行线试验和 大回转试验)。为汽车模型、驾驶员控制模型提供了训练数据和检验数据,同时也为汽车操纵稳 定性的虚拟试验提供了运动数据。本文还进行了汽车操纵稳定性闭环试验试验结果与仿真结果 的对比,结论是:汽车试验的运动轨迹与汽车理论仿真的运动轨迹具有较好的一致性,我们所 建立的模糊汽车模型、模糊神经驾驶员控制模型和由其组成的汽车---驾驶员---环境闭环系统模 型是正确的和可行的。 本文的研究工作对虚拟现实在车辆工程中的其他应用研究、车辆驾驶模拟器、汽车自动驾 驶和车辆巡航技术的研究开发具有重要的参考价值和一定的理论指导意义。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:U467

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 尹念东;基于OpenGL的桌面虚拟现实系统的设计[J];黄石高等专科学校学报;2002年04期
2 尹念东;汽车操纵稳定性的研究进展[J];黄石高等专科学校学报;2004年04期
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4 廖传锦,秦小虎,黄席樾;以人为中心的汽车主动安全技术综述[J];计算机仿真;2004年09期
5 尹念东,余群;利用OpenGL开发汽车操纵稳定性虚拟试验软件平台[J];农业工程学报;2003年02期
6 尹念东,余群;六因子调整模糊汽车模型的研究[J];农业机械学报;2003年01期
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8 尹念东,余群;基于模糊神经理论的驾驶员控制模型的研究[J];汽车工程;2004年05期
9 邹广德;张娉娉;武东广;;遥控车辆的人-控制平台-车-路闭环系统研究[J];汽车科技;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 邓涛;基于“人—车—路”闭环的无级自动变速系统硬件在环仿真研究[D];重庆大学;2010年
2 蔡章林;基于VPD技术的悬架设计及整车试验优化[D];吉林大学;2007年
3 赵健;轻型越野汽车牵引力/制动力控制系统研究[D];吉林大学;2007年
4 彭波;铁道客车乘坐舒适性建模、仿真与虚拟试验研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晗;载重汽车操纵稳定性仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
2 闫艳;基于LabVIEW的货车行驶稳定性监测系统设计[D];北京林业大学;2011年
3 徐文轩;采伐联合机在山地林区的通过性研究[D];东北林业大学;2011年
4 董希状;轿车多车型共享底盘悬架操稳性仿真方法研究[D];浙江工业大学;2010年
5 陈新;复杂驾驶环境下闭环模拟驾驶系统构建及操纵特性研究[D];西安科技大学;2011年
6 侯文超;汽车操纵稳定性三维视景仿真系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 席志勇;重型矿用电动轮自卸车极限工况和操纵稳定性的仿真分析[D];湖南大学;2010年
8 王彬;基于ADAMS/CAR的某微型客车操纵稳定性分析[D];湖南大学;2010年
9 宁凡坤;基于VR的汽车虚拟试验系统研究[D];西华大学;2006年
10 周免免;教学型二自由度汽车操纵稳定性试验仿真台的研制[D];福建农林大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 刘兴远,郭伟,林文修,杜文龙,易珂;重庆地区混凝土构件碳化规律的神经网络描述[J];四川建筑科学研究;2004年04期
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9 武昌俊;PID模糊控制器的改进[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
10 曹竞华,程正务;FUZZY-PID 双模定量给料电子皮带秤控制器[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李韶华;杨绍普;路永婕;;三向轮胎力作用下路面的动力响应分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;;汽车转向轮主销内倾角设计计算[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
4 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 戎袁杰;汤洪海;郑雪生;王荣蓉;李春文;;单相并联有源滤波器的神经网络控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 孟庆金;权悦;景绍洪;;热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 刘大学;孙振平;赵汗青;李政;贺汉根;;自主车越野纵向控制器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 谌彤童;戴斌;宋金泽;周力;;自主泊车系统侧向分数阶控制器设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 贾增本;解小华;连玺;刘通;;基于FPGA的汽车质心侧偏角估计器设计与实现[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 刘文庆;孙迈;孟晓梅;;高级虚拟仿真开发类库SimGVS设计与实现[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
4 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
5 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
6 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
7 刘美玲;融合多元环境因子的水稻重金属污染水平遥感评估模型[D];中国地质大学(北京);2011年
8 路永婕;重载汽车与路面相互作用动力学研究[D];北京交通大学;2011年
9 霍娜;轻型客车悬架系统建模及可靠性试验方法优化[D];吉林大学;2011年
10 逄淑一;面向主观评价的汽车动力学建模研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵昊;微测位移传感器在轮毂跳动量中的应用[D];长春理工大学;2010年
2 朱正强;车标识别的关键技术研究[D];辽宁师范大学;2010年
3 范不井;某地区电网短期负荷预测研究[D];郑州大学;2010年
4 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
5 史文韬;基于DSP的水下机器人嵌入式控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 陈猛;基于DSP和模糊PID的稳定平台的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王存刚;基于ADAMS的船载特种起重机动力学仿真与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 荀涛;基于DSP的舰艇推进汽轮机电液控制装置设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 吴天柱;基于DSP转台伺服控制系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏朗,高丽敏;道路交通安全性评估模式的探讨[J];安全与环境学报;2004年06期
2 方卫宁,郭北苑;机车乘务员空间作业域判定方法的研究[J];北方交通大学学报;2001年01期
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7 宿红毅,战守义,陈谊;面向仿真的虚拟现实开发平台的设计[J];北京理工大学学报;2001年01期
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10 冯国胜;轻型车有限元分析及应用[J];城市车辆;1995年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 全玉云;机车车辆/轨道系统垂耦合动力学有限元分析的研究[D];铁道部科学研究院;2000年
2 宋正河;机械系统人机界面优化设计方法的研究[D];中国农业大学;2000年
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5 王国权;车辆平顺性虚拟试验技术的研究[D];中国农业大学;2002年
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7 王其东;基于多体理论的汽车悬架系统分析、设计与控制研究[D];合肥工业大学;2002年
8 赵治国;车辆动力学及其非线性控制理论技术的研究[D];西北工业大学;2002年
9 苏虎;分布式列车仿真系统中视景实时生成算法的研究[D];西南交通大学;2002年
10 蒋红裴;铁路线路三维可视化设计原理与方法的研究[D];中南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷兵兵;客车操纵稳定性动力学模型的研究[D];长安大学;2000年
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3 罗煜峰;虚拟环境下高速汽车侧风稳定性研究[D];湖南大学;2002年
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8 刘巍;驱动工况汽车稳定性控制算法研究[D];吉林大学;2004年
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10 蔡章林;动力学仿真技术在悬架和整车开发中的应用研究[D];吉林大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈时秋;韩建保;罗小江;;变速箱典型故障奇异性指数的模糊神经网络识别[J];车辆与动力技术;2006年04期
2 马涛锋,薛念文,李仲兴,周孔亢;虚拟现实技术及其在汽车操纵稳定性研究中的应用现状[J];北京汽车;2004年05期
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4 李高旺;魏朗;袁望方;;基于虚拟现实技术的高速公路安全设施[J];长沙交通学院学报;2008年02期
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7 王岩;杨晓光;;主动道路交通安全规划体系[J];系统工程;2006年01期
8 徐中明;苏周成;张志飞;余烽;;车辆转弯制动横向轨迹控制驾驶员模型研究[J];公路交通科技;2008年07期
9 王建;张晓炜;杨锦;昝鑫;刘小勇;;基于视觉传感器的自主循迹智能车的设计与实现[J];工业仪表与自动化装置;2010年06期
10 陈松;宋晓琳;;基于DSP的智能小车路径跟随系统设计[J];工程设计学报;2012年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 赵盛;刘向;赵景山;冯之敬;;汽车悬架运动学与动力学概述[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
2 周免免;黄键;;汽车操纵稳定性及其试验能力的培养[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 景立新;基于操纵稳定性的汽车悬架稳健性设计研究[D];吉林大学;2011年
9 袁哲;齿轮振动可靠性与修形减振策略研究[D];东北大学;2010年
10 汤宏群;印刷电路板微孔钻削加工过程动态特性研究[D];广东工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐斌;轻型车驱动力控制嵌入式电控单元研究[D];吉林大学;2011年
2 纪婷婷;基于虚拟样机的麦弗逊式悬架系统结构设计与优化[D];吉林大学;2011年
3 翟云龙;整车环境下商用车车架的静态刚度优化设计[D];吉林大学;2011年
4 张洁;基于总成结构的重型载货汽车建模与操纵稳定性仿真[D];吉林大学;2011年
5 张绍龙;汽车悬架系统特性建模方法研究[D];吉林大学;2011年
6 周亮;多轴汽车平衡悬架有限元结构研究分析[D];武汉理工大学;2011年
7 郑秋凤;驼峰式橡胶减速带振动分析及设置技术研究[D];福建农林大学;2011年
8 黄璐;铁道车辆人椅界面数字化设计及其乘坐舒适性仿真[D];中南大学;2011年
9 吴初娜;驾驶人应激反应能力评估研究[D];长安大学;2011年
10 李玲洁;汽车操纵稳定性虚拟试验技术研究[D];长安大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡景煌;汪文龙;周梅;;车辆操稳性的虚拟样机技术研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年07期
2 尹念东;汽车操纵稳定性的研究进展[J];黄石高等专科学校学报;2004年04期
3 冷韶华;高利;王树凤;朱永强;;多轴汽车双相位全轮转向虚拟试验分析[J];拖拉机与农用运输车;2008年06期
4 尹念东;虚拟试验技术及其在车辆工程中的应用[J];上海汽车;2003年04期
5 徐进;周均;丁养燕;;车轮附加转角成因的虚拟试验研究[J];现代交通技术;2006年01期
6 岳喜磊;王红岩;贺小军;;轮胎侧偏特性对汽车前轮角阶跃输入瞬态响应影响的研究[J];装甲兵工程学院学报;2006年04期
7 张尚娇,吴咏;虚拟现实技术在汽车工业中的应用[J];汽车科技;2004年05期
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9 李高旺;魏朗;袁望方;;基于虚拟现实技术的高速公路安全设施[J];长沙交通学院学报;2008年02期
10 刘锋;;航天器热平衡试验及其虚拟试验技术[J];航天器环境工程;2001年04期
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 通讯员 丁瑞北;微型面包车管理亟待加强[N];安康日报;2006年
8 通讯员 张洋、李强、立辉,记者 成玉;市交警支队开展整治“无牌无证”统一行动[N];承德日报;2006年
9 本报通讯员 李强 张洋;承德交警营造“三维式”宣教氛围[N];河北经济日报;2006年
10 李倩;生态高速路直通西双版纳[N];华东旅游报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹念东;汽车—驾驶员—环境闭环系统操纵稳定性虚拟试验技术的研究[D];中国农业大学;2001年
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4 李强;基于分岔理论的电动助力转向系统控制策略及其对汽车操纵稳定性影响的研究[D];江苏大学;2007年
5 王国权;车辆平顺性虚拟试验技术的研究[D];中国农业大学;2002年
6 孙丽;基于操纵稳定性的混合动力客车平顺性评价与优化[D];江苏大学;2012年
7 郑军;新概念车舒适性与操纵稳定性研究[D];湖南大学;2001年
8 袁望方;山区高速公路人—车—路(环境)运行虚拟仿真系统关键技术研究[D];长安大学;2009年
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10 张志飞;摩托车及全地域车行驶动力学研究[D];重庆大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张进;跃进轻型汽车制动性和操纵稳定性的研究[D];南京理工大学;2004年
2 夏传延;转向系统综合刚度知识模型的建立与应用[D];同济大学;2005年
3 马东阳;虚拟现实技术在车辆操纵稳定性试验中的应用研究[D];东北大学;2008年
4 向辉;车辆转向稳定性的极限环控制方法研究[D];吉林大学;2006年
5 高昱;水罐消防车操纵稳定性及平顺性仿真分析[D];太原理工大学;2011年
6 杨英;大客车操纵稳定性动力学模型研究[D];长安大学;2002年
7 于海峰;基于ADAMS/Car的悬架系统对操纵稳定性影响的仿真试验研究[D];大连理工大学;2007年
8 唐先海;液力锁紧系数自调防滑差速器动态特性研究[D];武汉理工大学;2007年
9 蔡章林;动力学仿真技术在悬架和整车开发中的应用研究[D];吉林大学;2004年
10 付华强;基于某轿车前悬架特性的整车操纵稳定性仿真研究[D];西安理工大学;2010年
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