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能动园丁风采第九期 | 车辆安全与控制专家赵又群教授

时间:2021-04-01作者:bet36亚洲版 审核: 来源:bet36亚洲版点击:253



        个人简介:1998年博士毕业于吉林工业大学汽车设计制造专业,师从中国工程院首批院士郭孔辉先生;2004年在美国密西根大学交流访学,他的合作专家是美国密西根大学汽车研究中心终生教授、美国ASME动态系统及控制分会DSCD主席、中美政府合作清洁能源汽车项目美方负责人、清华大学长江学者彭辉。赵老师2001年1月任职教授,2003年8月任职车辆工程专业博士生导师。


        赵老师的主要学术兼职包括:《应用基础与工程科学学报》编委,地面机动平台领域轮式机动平台方向评审专家,国家智能制造(形式审查、实质审查)评审专家,国家重点研发计划(政府间重点专项、新能源汽车重点专项)答辩评审专家,教育部学位与研究生教育评估通信评审专家,广东、广西、江西、山东、河南等省区科技咨询或科技奖评审专家,轮胎动力学协同创新联盟智力资源委员会专家委员,中国汽车工程学会越野车技术分会委员,安徽省新能源汽车产业协会理事,安徽省新能源汽车产业知识产权联盟理事,江苏省新能源汽车产业联盟发起人,江苏省新能源汽车重点实验室学术委员会委员。


        赵老师是Computers & Structures,Structural Engineering and Mechanics,Vehicle System Dynamics,Mechanical Systems and Signal Processing,Control Engineering Practice,Proc IMechE Part D: J Automobile Engineering,Proc. IMechE, Part I:J Systems and Control Engineering,Proc IMechE Part K: J Multi-body Dynamics,Numerical Heat Transfer Part B: Fundamentals,Advances in Engineering Software,International Journal of Automotive Technology,Simulation Modelling Practice and Theory,Journal of Mechanical Science and Technology,Engineering Computations,Journal of Vibroengineering,Sci China Tech Sci,Journal of Central South University, Chinese Journal of Mechanical Engineering等20余家国内外SCI收录期刊的特约审稿专家;2014年至今,赵老师连续5年被评为《机械工程学报》编辑部优秀审稿专家,他还是《中国机械工程》特约审稿专家。


        赵老师坚持以汽车节能、安全、环保为理念,长期从事车辆安全与控制方面的研究工作,他的主要研究方向为:汽车动态仿真与控制、汽车主动安全与控制、汽车结构力学与NVH、新型动力与电动汽车、智能车辆人机共驾理论与方法、人-车-路协同与安全控制、安全车轮设计理论与方法、全线控安全电动轮驱动车辆理论与方法、无悬架(履带/装甲)车辆行走(驶)系统。


二十六年站讲台,默默无闻育英才


        以“干在实处”新成效,谱写“走在前列”新篇章,致力于汽车人才培养。


        26年来,赵老师为车辆工程专业本科生首开新课5门,包括:必修课《汽车理论》(2005年校精品课程)、《汽车设计》,选修课《汽车优化设计》《新技术讲座》,以及新生研讨课《汽车运动中的若干力学问题初探》。


        在本科生教学中,赵老师“注重实践,因材施教”,培养学生注重专业理论与工程实践相结合,在实践中发现问题、解决问题;指导本科生国家级创新基金2项,指导本科生校级创新基金3项;他获评 2002年“东风本田杯”首届中国大学生汽车知识大奖赛获优胜奖指导教师,2003年“金华欧洲城.尼奥普兰杯”第二届中国大学生汽车知识大奖赛优秀指导教师,2008年江苏省普通高等学校本专科优秀毕业设计(论文)指导教师,2008届校本科生优秀毕业设计(论文)评选一等奖指导教师,2007-2008年度校本科优秀毕业设计(论文)指导教师二等奖,2008-2009年度校本科优秀毕业设计(论文)指导教师一等奖。


        26年来,赵老师为车辆工程专业硕士生首开新课5门,包括《模糊控制技术》《汽车系统动力学》《汽车操纵动力学》《汽车轮胎力学》《车辆系统动力学》(双语教学);为车辆工程专业博士生首开新课4门,包括《车辆高等动力学》《车辆动态仿真技术及其应用》《车辆动态载荷识别》《汽车发展前沿讲座》;指导江苏省研究生创新基金8项,指导研究生创新实验项目3项。培养博士后7名,培养博士35名、硕士63名。


        德国著名的民主主义教育家第斯多惠曾说过:“一个不好的导师奉送真理,一个好的导师则教人发现真理。”用中国的一句古话来说就是,“授人以鱼,不如授之以渔。”教坛耕耘近26载的赵老师在培养学生方面也有了自己的“看家绝活”,正是这“授人以渔,精益求精”的育人法则。赵老师深知学术讨论例会能激发大家的创造性思维,能集中最优秀的方案去攻坚克难。因此,他特别注重科研团队的学术讨论例会。在学术讨论例会上,学生轮流汇报近期的收获、疑惑和规划,其间还留有足够的交流时间以集思广益,解疑答惑。在学术交流例会上学生成了“主角儿”,赵老师则成了认真听讲做笔记的“学生”。每当大家说到自己的疑问或者困惑时,他首先鼓励我们把疑惑和想法尽快落实到笔头上,然后“独立思考,大胆设想,小心求证”。在答疑环节,他会引导我们用科学的理论和方法分析问题,解决问题,勉励我们在遇到困难踌躇不前时,要学会充分发挥团队的力量。赵老师培养研究生特别注重专业理论教学与工程实践锻炼相结合,他常说:“作为一个工科学生,只掌握本专业的理论知识是远远不够的。”因此,他常常要求我们多动手,多实践,在实践中发现问题,解决问题。在这个过程中,学生的独立思考能力、观察力、团队合作意识等都能得到显著的提升。为克服学校工程实践机会较少的不足,赵老师提倡学生在课题中锻炼实践动手能力,充分利用企业、科研院所等社会资源,拓展学生实践渠道,寻求实践机会。多年来,赵老师一直坚持这种培养方式,并取得了不错的成效。在学生培养中,赵老师提出了研究生“基本专业和学术要求一体化”的概念,要求学生不管将来从事什么职业,基本专业知识和学术研究的规范和方法必须掌握。除此之外,赵老师还针对学生性格和职业规划的不同,有意识地锻炼学生所需的能力;如学生毕业后打算进生产单位,他就侧重培养学生的实践动手能力;如学生选择从事学术研究,他就侧重培养学生紧跟学科前沿和生产需要,耐得住寂寞,坐得住冷板凳的学术态度;他总是能以睿智的眼光不断拓展已有课题的研究领域,在实践中举一反三;他能够紧跟学术前沿和生产需要,规划研究重点,把握整个团队的研究方向。


        正是赵老师这种独特的教育方法,培养了学生扎实的专业基础、较强的动手能力,在学生就业和科研中都取得了优异的成绩。赵老师指导的研究生获得校优秀硕士学位论文获得者7人,2014年校研究生“学术十杰”获得者1人,1名硕士生和1名博士生分别获得2007年度CASC奖,1名博士生获得2008年度CASC奖,2013年1名博士生获得国家奖学金,2014年1名硕士生、2名博士生分别获得国家奖学金,2015年2名硕士生分别获得国家奖学金。赵老师指导的博士毕业后获得国家自然科学基金资助的有6人次,合作的博士后获得国家自然科学基金资助的有5人次。赵老师培养的研究生已经遍布美国福特、上海大众、上海泛亚、福特中国、柯马上海、博世苏州、卡特彼勒无锡、上汽乘用车、上汽商用车、一汽研发总院、北汽研究院、广汽研究院、中科院深圳先进技术研究院、中电28所、航天三院、徐工、三一、马兰基地、陆研院通装所、陆军试验训练基地,以及新加坡南洋理工大学、华南理工大学等国内外企事业单位,成为汽车及其相关行业的管理、科研和工程领域的中坚力量。其中,赵老师指导的2009届硕士、2012届博士徐晓明,硕士学位论文题目是“风洞截面对汽车外流场模拟的影响”,博士学位论文题目是“电动汽车冷却系统热流场的协同分析与液冷关键问题研究”,在硕士期间发表在《航空动力学报》2篇EI收录论文、博士期间发表录用在《机械工程学报》《汽车工程》《中国机械工程》等8篇EI收录论文,博士毕业后应聘江苏大学汽车工程系,主要从事新能源汽车动力系统设计、新能源汽车热安全技术等方面的研究,主持国家自然科学基金项目2项、国家重点研发计划项目课题1项、江苏省青年科学基金项目1项、中国博士后科学基金项目1项、江苏省“六大人才高峰” 高层次人才项目1项以及企业横向课题多项;先后获得中国产学研合作创新成果奖一等奖1项(2018,第一完成人)、中国发明创业成果奖一等奖1项(2018,第一完成人)、中国汽车工业科技进步奖三等奖2项(2019,第一完成人;2019,第二完成人)、江苏省科技进步奖二等奖1项(2019,第一完成人);2018年12月破格受聘博士生导师,2019年5月破格晋升教授。徐晓明常讲“赵又群老师的‘凡事往前赶,赶早不赶晚’的思想将会影响我的一生,对我今后的工作和学习将会有很大的帮助”。赵老师指导的2007届硕士费贤松,硕士学位论文题目是“联合主动转向和横摆力矩控制的汽车操纵稳定性研究”,硕士毕业加入博世汽车部件(苏州)有限公司,一直致力于汽车底盘安全和驾驶辅助项目的开发;2007-2013年任底盘安全事业部主动安全ABS/ESP高级主任工程师,参与国内和国际众多车型的ABS/ESP和电子驻车标定和软件开发,在汽车底盘主动安全领域有着丰富的经验;2013-2015年任底盘安全事业部驾驶辅助前瞻技术开发部经理,在驾驶辅助功能开发和中国驾驶行为研究方面有着很深的研究;2015年-2017年任自动驾驶经理,主要负责博世自动驾驶在中国的技术开发和研究,成功领导完成了长安汽车于2016年北京车展期间的高速辅助驾驶(L2)项目;2018年至今,任蔚来汽车无人驾驶高级经理。




科研创新攻坚克难,十年磨砺终成一剑


        赵老师能够始终瞄准汽车行业科学技术前沿和汽车产品研发的瓶颈问题,坚持以汽车节能、安全、环保为理念,以市场需求为导向,紧紧聚焦车辆安全与控制研究方向不动摇,主持总装探索研究项目1项、陆装预研专项1项、陆装预研项目子课题1项、陆科订预研项目子课题6项、国家“863”计划新能源汽车重大专项子课题3项、国家自然基金项目3项、教育部博士点基金项目1项、航空基金重点项目1项,等纵向课题;在J AIAA,Guidance Control and Dynamics,Computers & Structures,Structural Engineering and Mechanics,Vehicle System Dynamics,Mechanical Systems and Signal Processing,Control Engineering Practice,Proc IMechE Part D: J Automobile Engineering,Proc. IMechE, Part I:J Systems and Control Engineering,Proc IMechE Part K: J Multi-body Dynamics,Numerical Heat Transfer Part A: Applications,Numerical Heat Transfer Part B: Fundamentals,Advances in Engineering Software,International Journal of Automotive Technology,Simulation Modelling Practice and Theory,Journal of Mechanical Science and Technology,Engineering Computations,AIP Advances,J Braz. Soc. Mech. Sci. Eng.,Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering,Journal of Vibroengineering,Sci China Tech Sci,Journal of Central South University, Chinese Journal of Mechanical Engineering等国内外期刊,以及FISITA、IEEE VPPC会议上以第一作者或者通信作者发表的学术论文170余篇被SCI、EI收录;授权国防专利2件、发明专利20件、实用新型专利40件,申请国家发明专利45件、实用新型专利10件。


        从1994年起,赵老师一直从事人-车-路系统动力学研究,在驾驶员建模、轮胎建模、汽车动力学与控制方面积累颇丰,研究成果曾经得到中国工程院院士黄文虎、清华大学教授宋健、吉林大学教授庄继德、吉林大学教授葛安林、原吉林工学院院长程士瑛、原中国第一汽车集团公司副总经理兼总工程师徐兴尧、原一汽技术中心副主任刘蕴博等的一致好评;2000年获山东工程学院(现山东理工大学)科技进步一等奖1项(项目名称:人-车闭环系统主动安全性的客观评价与优化设计,第一完成人)。


        自1994年至今,赵老师已经掌握从轿车、轻型中型越野车、大客车、校车到中型重型商用车的20余对整车参数与性能对标的大数据,他的团队具有坚实的数字化建模与模型验证条件(VR);已经建立了与实车试验车辆一致的四自由度高速非线性汽车操纵逆动力学模型,进行了高速实车双移线(避让)试验,积累了实验数据;以高速双移线实车(避让)试验为基础,在时间域和频率域分别统计专业驾驶员方向盘操纵输入的极值,提出了用最优控制方法、人工神经网络方法和遗传算法对高速紧急避让汽车操纵性进行评价的方法。随着数字化汽车和软件定义汽车时代的到来,他的团队早早地已经为高级自动驾驶软件、硬件研发夯实了理论基础和硬件支撑,未来应用前景十分广阔。


        2002年以来,赵老师一直致力于汽车操纵逆动力学研究,他在国内首开无驾驶员汽车操纵动力学与控制的系统而深入的研究。在已知汽车模型、汽车的运动状态(汽车响应)的基础上,求解所允许的驾驶员的操纵输入,进而分析什么样的操纵,才是大多数驾驶员所容易接受的,称为汽车操纵逆动力学。他的团队,提出了考虑轮胎和转向系非线性的汽车操纵逆动力学建模和求解方法;提出了考虑侧倾稳定性的汽车操纵逆动力学建模和求解方法;提出了以高速紧急避让汽车操纵逆动力学仿真评价代替实车试验评价的方法和手段;提出一种多相操纵逆动力学模型的建模与求解方法;建立了满足不同驾驶风格的安全预警系统;建立了一种满足不同驾驶员驾驶特性的区间安全距离模型;设计一种可以根据驾驶员意图对驾驶员操纵进行指导的驾驶辅助系统;设计了一种基于操纵逆动力学的人机共驾控制策略;设计了一种极限工况下基于多模式切换的人机共驾控制策略。这些研究成果得到了中国工程院院士、中国汽车工程学会理事长、清华大学教授李骏,长安汽车股份有限公司研究总院总工、长安汽车智能化研究院院长黎予生,广汽研究院智驾部部长郭继舜,一汽新能源开发院院长王德平,清华大学长聘教授、车辆与交通学科主任、国家万人计划科技创新领军人才李亮,同济大学教授、SAE International Fellow吴光强等的一致认可和好评。



 

        2008年以来,赵老师开始进行混合动力汽车与全新纯电动汽车整车控制的研究,主持完成国家“863”计划新能源汽车重大专项3个项目的子课题:奇瑞全新结构小型纯电动轿车设计与技术开发(批准号:2011AA11A220)、解放牌深度混合动力汽车产业化技术攻关(批准号:2011AA11A210)、电动汽车新型整车技术研发(批准号:2008AA11A140),为电动汽车整车三电与整车控制技术研发奠定了坚实的基础。通过以上项目研发,他的团队充分认识到轮毂电机驱动型式应该是电动汽车的最终驱动形式,高质量的电动轮产品及其电动轮汽车控制系统应该是国际电气和汽车工程界研究的重要方向。但是,由于目前装配充气电动轮的电动汽车的非悬挂质量大、轮毂电机布置与散热等问题十分突出,使得目前充气胎电动轮不堪重负,不仅使得汽车的平顺性(舒适性)变差,而且充气轮胎更加易于磨损或者爆胎,充气胎电动轮驱动汽车的性能和寿命都大打折扣,电动轮的优势不能够得到充分的发挥,从而影响到电动轮优势的发挥和电动轮驱动方式的产业化进程。再者,目前的电动汽车的分布式驱动方式大多为“伪分布式驱动”,因为还是必须要用到轮边减速器,从而制约了全(纯)线控驱动的发展,赵老师认为“轮边减速是制约汽车全(纯)线控技术的瓶颈问题,必将会严重阻碍全(纯)线控技术和纯电动汽车技术的进一步发展”。一言以蔽之,赵老师认为:充气轮胎是制约电动轮技术和全线控技术的电动汽车行业的共性技术瓶颈问题。赵老师的团队现正在与多家科研院所共同开展模块化非充气式电动轮驱动无人车平台的研发,除了非充气电动轮的研制,还在进行全(纯)线控非充气式电动轮驱动汽车技术的研发,即他的团队正在按照全(纯)线控(驱动、制动、转向)、非充气电动轮(构型先进、轻量化、NVH)、主动安全集成控制(纵、横、垂、侧倾、俯仰、横摆)三个主要内容展开创造性的研发工作。


非充气电动轮

 


        2010年以来,赵老师的团队针对充气轮胎容易发生的泄气、胎压不稳、刺穿、爆胎等问题的研究背景,突破非充气车轮高承载、耐冲击、轻量化、高机动性和试验评价等关键技术,研制出轮式车辆非充气车轮,发明了高机动防爆非充气弹性安全车轮创新设计构型,提出了基于非充气弹性结构特征的车轮建模理论与分析技术;发明了“輮轮-悬毂”复合减振承载方案、“铰链组”侧向运动防侧翻结构设计方案;发明了适配非充气弹性安全车轮的关键零部件的创新设计与集成方案;发明了适配非充气弹性安全车轮的试验装置及其装备车辆试验测试方法。非充气车轮技术在轮式车辆防爆车轮、电动汽车防爆电动轮、履带式车辆柔性负重轮、工程机械和农用机械车轮轻量化、智能车轮、新型无悬架车辆车轮、轻轨走行轮胎、舰载机和空天飞行器机轮上,应用前景广阔。目前,赵老师获得授权发明专利9件、国防专利2件,相关研究成果得到了中国科学院院士任露泉、中国工程院院士林忠钦(校长)、中国工程院院士李骏(理事长)、中国工程院院士孙逢春(副校长)、中国工程院院士郭孔辉、中国科协书记处书记项昌乐(副校长)、201所毛明等多名兵器首席科学家的高度评价,总体技术居世界先进水平。2014年6月5日,原总装备部长张又侠上将(现任军委副主席)来校视察时给与“非充气车轮”高度关注;2017年6月7日,原军委科技委委员刘蒙少将专程来校检查和指导“非充气车轮”等项目。赵老师团队研发的非充气车轮已在多款军用轮式车辆上得到了成功应用,项目成果入选工业和信息化部与国防科工局遴选的《军用技术转民用推广目录(2018年度)》,2019年获得国防技术发明奖二等奖,2019年入选南航校史馆材料“重大项目-历史时刻”部分。除了轮式车辆非充气车轮技术即将应用到某型号全地形车、某型无人车平台上之外,2019年他与某研究所共同申报获批的航空基金重点项目“航空新概念高性能免充气机轮”正在有序开展。




立足专业,服务社会


        他主持完成了中国第一汽车集团公司、中国汽车工程研究院有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、南京依维柯汽车有限公司发动机分公司、徐工汽车制造有限公司、孔辉汽车科技有限公司、原总装汽车试验场、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室、扬州汽车工业园、中电二十八所系统装备有限公司、南京航天晨光股份有限公司、上海万宏动力能源有限公司等企业的横向课题,为企业解决了汽车动态仿真与控制、汽车主动安全与控制、汽车结构力学与NVH、新型动力与电动汽车、智能车辆人机共驾理论与方法、人-车-路协同与安全控制、安全车轮设计理论与方法、全线控安全电动轮驱动车辆理论与方法、无悬架(履带/装甲)车辆行走(驶)系统等方面的技术难题。


        他的研究成果已经应用于一汽、宇通客车、徐工汽车、东风汽车、中资燕京、奇瑞、陆研院装研所、万宏动力、航天晨光、南维柯,并正在推广应用于嘉陵全域、二〇一所、泰特、北汽、陕汽、万山、保利等单位。



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