基于駕駛機器人的室內汽車排放耐久性試驗系統(tǒng)的研究與工程實現(xiàn).pdf

1、汽車保有量的快速增長，使得汽車排放的尾氣對環(huán)境的影響日益嚴重，針對汽車排放的法規(guī)也日益嚴格。我國GB 18352.2-2001《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(Ⅱ)》中規(guī)定汽車必須按照Ⅴ型試驗的循環(huán)行駛工況進行8萬公里的試驗以檢測車輛排放控制系統(tǒng)的耐久性能，該試驗如果由試驗人員在汽車試驗場的道路上進行，需要投入大量的人力和財力，試驗時間長，而且試驗受天氣和人為因素的影響，實驗的客觀性、準確度和重復性均難以控制，導致排放法規(guī)難以執(zhí)行。

2、 本論文以汽車排放耐久性試驗系統(tǒng)項目為背景，研究利用駕駛機器人替代人類試驗人員在室內的底盤測功機上進行汽車排放耐久性試驗的方法，論文的主要研究內容包括： 1．對汽車道路行駛動力學特性的室內模擬與加載方法進行了研究，著重解決了汽車排放耐久性道路試驗的室內模擬原理和方法，采用底盤測功機作為試驗環(huán)境。 2．在研究汽車動力學特性的基礎上構建駕駛機器人的汽車尺寸與性能自學習方法。詳細分析了汽車發(fā)動機空載和有載模型、制動器特性

3、、變速器換擋規(guī)律、換擋品質和油門/制動切換控制特性，為駕駛機器人的運動控制奠定基礎。同時為提高駕駛機器人的車型適應能力，研究了汽車性能的自學習方法。 3．設計并工程實現(xiàn)了汽車駕駛機器人系統(tǒng)。提出駕駛機器人執(zhí)行機構必須具備的自由度和操作特性，同時研究了駕駛機器人油門機械腿、制動機械腿、離合器機械腿和換擋機械手的驅動方式，并設計了相應的伺服控制回路。完成汽車駕駛機器人的傳感檢測控制系統(tǒng)的硬件電路設計，對進行試驗所必須具備的各類傳感器

4、信號進行調理，并設計了基于WEB服務器的多駕駛機器人組網以及遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)試驗的遠程維護和監(jiān)控功能。 4．研究駕駛機器人綜合控制策略，實現(xiàn)循環(huán)行駛工況的車速跟蹤。提出駕駛機器人多層遞階控制模型，在分析各種循環(huán)行駛工況的基礎上完成駕駛指令的定義。提出駕駛機器人多手/腿協(xié)調配合控制模型以實現(xiàn)油門/制動/離合/換擋的協(xié)調配合控制。設計了相應的控制算法，完成汽車起動、換擋、加速、等速、減速等工況的車速跟蹤控制。同時為了保證長時間試驗

5、的控制精度，提出了控制參數(shù)的補償優(yōu)化算法、行駛路程補償方法和離合器接合區(qū)自補償算法。 5．排放耐久性試驗研究和結果分析。利用駕駛機器人在底盤測功機上進行了長時間汽車排放耐久性試驗，并和汽車試驗場上的由人類試驗人員進行駕駛操作獲得的試驗曲線進行對比。 經過歷時三年的研究開發(fā)和多種車型長時間的排放耐久性試驗，結果表明：利用駕駛機器人進行試驗對于減輕人類勞動強度，降低試驗環(huán)境對試驗人員的傷害，提高試驗效率、試驗結果的客觀性和準