基于駕駛機(jī)器人的室內(nèi)汽車排放耐久性試驗(yàn)系統(tǒng)的研究與工程實(shí)現(xiàn).pdf

1、汽車保有量的快速增長，使得汽車排放的尾氣對(duì)環(huán)境的影響日益嚴(yán)重，針對(duì)汽車排放的法規(guī)也日益嚴(yán)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(yàn)的循環(huán)行駛工況進(jìn)行8萬公里的試驗(yàn)以檢測車輛排放控制系統(tǒng)的耐久性能，該試驗(yàn)如果由試驗(yàn)人員在汽車試驗(yàn)場的道路上進(jìn)行，需要投入大量的人力和財(cái)力，試驗(yàn)時(shí)間長，而且試驗(yàn)受天氣和人為因素的影響，實(shí)驗(yàn)的客觀性、準(zhǔn)確度和重復(fù)性均難以控制，導(dǎo)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(yàn)系統(tǒng)項(xiàng)目為背景，研究利用駕駛機(jī)器人替代人類試驗(yàn)人員在室內(nèi)的底盤測功機(jī)上進(jìn)行汽車排放耐久性試驗(yàn)的方法，論文的主要研究內(nèi)容包括： 1．對(duì)汽車道路行駛動(dòng)力學(xué)特性的室內(nèi)模擬與加載方法進(jìn)行了研究，著重解決了汽車排放耐久性道路試驗(yàn)的室內(nèi)模擬原理和方法，采用底盤測功機(jī)作為試驗(yàn)環(huán)境。 2．在研究汽車動(dòng)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上構(gòu)建駕駛機(jī)器人的汽車尺寸與性能自學(xué)習(xí)方法。詳細(xì)分析了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)空載和有載模型、制動(dòng)器特性

3、、變速器換擋規(guī)律、換擋品質(zhì)和油門/制動(dòng)切換控制特性，為駕駛機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制奠定基礎(chǔ)。同時(shí)為提高駕駛機(jī)器人的車型適應(yīng)能力，研究了汽車性能的自學(xué)習(xí)方法。 3．設(shè)計(jì)并工程實(shí)現(xiàn)了汽車駕駛機(jī)器人系統(tǒng)。提出駕駛機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須具備的自由度和操作特性，同時(shí)研究了駕駛機(jī)器人油門機(jī)械腿、制動(dòng)機(jī)械腿、離合器機(jī)械腿和換擋機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的伺服控制回路。完成汽車駕駛機(jī)器人的傳感檢測控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，對(duì)進(jìn)行試驗(yàn)所必須具備的各類傳感器

4、信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，并設(shè)計(jì)了基于WEB服務(wù)器的多駕駛機(jī)器人組網(wǎng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的遠(yuǎn)程維護(hù)和監(jiān)控功能。 4．研究駕駛機(jī)器人綜合控制策略，實(shí)現(xiàn)循環(huán)行駛工況的車速跟蹤。提出駕駛機(jī)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(chǔ)上完成駕駛指令的定義。提出駕駛機(jī)器人多手/腿協(xié)調(diào)配合控制模型以實(shí)現(xiàn)油門/制動(dòng)/離合/換擋的協(xié)調(diào)配合控制。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制算法，完成汽車起動(dòng)、換擋、加速、等速、減速等工況的車速跟蹤控制。同時(shí)為了保證長時(shí)間試驗(yàn)

5、的控制精度，提出了控制參數(shù)的補(bǔ)償優(yōu)化算法、行駛路程補(bǔ)償方法和離合器接合區(qū)自補(bǔ)償算法。 5．排放耐久性試驗(yàn)研究和結(jié)果分析。利用駕駛機(jī)器人在底盤測功機(jī)上進(jìn)行了長時(shí)間汽車排放耐久性試驗(yàn)，并和汽車試驗(yàn)場上的由人類試驗(yàn)人員進(jìn)行駕駛操作獲得的試驗(yàn)曲線進(jìn)行對(duì)比。 經(jīng)過歷時(shí)三年的研究開發(fā)和多種車型長時(shí)間的排放耐久性試驗(yàn)，結(jié)果表明：利用駕駛機(jī)器人進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)于減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，降低試驗(yàn)環(huán)境對(duì)試驗(yàn)人員的傷害，提高試驗(yàn)效率、試驗(yàn)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)