基于鲁棒积分滑模的四轮轮毂电机驱动电动汽车电液复合制动防抱死控制研究

为了充分发挥四轮轮毂电机驱动电动汽车电机制动与液压摩擦制动响应快且独立可控的优势,提高紧急制动时车辆稳定性与安全性,提出一种基于鲁棒积分滑模的电液复合制动防抱死控制策略。采用分层控制架构,上层控制器为基于鲁棒积分滑模的车轮滑移率控制,下层控制器为电液复合制动力协调分配。建立整车动力学与电液复合制动系统模型,基于Simulink-AMESim-Carsim联合仿真平台,在四种典型制动工况下对上述电液复合制动防抱死控制策略进行仿真验证。结果表明,在无需实时获取路面附着系数与轮胎纵向力的情况下,所提出的控制策略仍能消除外界干扰使车轮滑移率收敛至期望值,适用于多种紧急制动工况,响应迅速且鲁棒性强;电机再生制动与液压摩擦制动可稳定协同工作,在保证制动可靠性的同时提升了乘坐舒适性。     

汽车防抱死系统与主动悬架联合控制研究

提出了一种汽车防抱死系统与主动悬架联合控制策略。将采用光滑滑模控制的防抱死系统同采用反向递推控制的主动悬架相结合,在车辆制动时,主动悬架调节作用在车轮上的垂直载荷,使车轮的垂直载荷在车轮滑移率达到最优时也相应增加,从而获得最大的制动力。在MATLAB/Simulink仿真环境下,建立了仿真模型并进行了车辆制动模拟试验。试验结果表明,采用联合控制的车辆,在保证车辆制动稳定性的同时能够获得最大的地面制动力,从而显著提高了车辆的制动效能。     

基于载荷率的电动公交车再生制动控制策略

为提高城市电动公交车再生制动能量回收效率,针对城市电动公交车日常运输载重变化显著的特点,提出了一种基于不同载荷率的再生制动控制策略。建立了不同载重情况下电动公交车的行车制动系前后轴制动力分配系数优化模型,运用遗传算法求出了空载、半载、满载情况下的最优制动力分配系数,并根据优化后的制动力分配系数对再生制动力进行了控制。为验证控制策略的有效性,在电动汽车仿真软件ADVISOR2002平台上进行了仿真分析。结果表明：与制动力分配系数无调整时相比,该策略在符合欧洲经济委员会（ECE）制动法规的前提下,显著提高了制动能回收量。     

基于电机特性的电动汽车制动力分配策略研究

为提高电动汽车制动能量的回收,提出一种根据电机转矩特性分配电动汽车前、后轴制动力的控制策略。在提出的分配策略基础上建立了制动能量系统仿真模型,并分别在MATLAB/Simulink和AVL-Cruise环境下进行了仿真分析。研究结果表明,电机特性制动力分配策略,能够满足制动法规的要求;与传统按I曲线分配前、后轴制动力的控制策略相比,能更充分地利用电机制动力。仿真结果表明,在NEDC法规循环工况下,能量回收提高了55.6%,能量回收率提高5.3%。     

基于模糊控制的电动汽车前后制动力分配策略研究

为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,在分析基于理想制动力曲线和基于ECE法规的电动汽车前后轮制动力分配控制策略的基础上,根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,提出了一种基于模糊逻辑的前后轮制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用和良好的汽车制动稳定性。对该控制策略在电动汽车仿真软件ADVISOR2002下进行了仿真,仿真结果表明,该制动力分配控制策略提高了再生制动能量的回收率,同时也能改善汽车的制动稳定性。     

基于模糊控制的电动汽车复合制动力分配策略

对电动汽车复合制动力分配方法进行研究,以理想制动力分配曲线和ECE法规为依据,提出一种基于模糊控制的复合制动力分配策略,建立相应的复合制动力分配模型,并采用MATLAB进行仿真分析。结果表明,该控制策略与传统控制策略相比,既提高了电动汽车制动的安全性和稳定性,又能有效提高能量回收效率,增加电动汽车的续驶里程。     

再生制动优先作用的电动汽车ABS控制策略

为使电动汽车的驱动轮在紧急制动时,既能防抱死,又能回收制动能,提出了再生制动力矩优先作用的机电协同防抱死制动控制策略。即在任何制动工况下,只要再生制动力矩有效,均优先使用再生制动力矩来防止驱动轮抱死。分析了再生ABS优先作用的工作模式及其制动力分配原则,给出了相应的控制逻辑;然后以1/4车辆模型为例,建立了再生ABS优先作用的动力学模型,设计了基于车轮滑移率的PID控制律。在此基础上,建立了该策略的MATLAB/SIMULINK仿真模型。仿真结果表明:随着路面附着系数的提高,制动模式将由纯再生ABS转为再生制动优先作用的机电复合再生ABS,机械制动力矩也将相应增大;其次,与传统液压ABS的对比仿真试验表明,采用该策略能使制动系统的反应速度至少提高21.8%,车辆制动距离缩短4.9%。     

燃料电池汽车机电制动力分配策略

文章对燃料电池汽车机电制动分配控制方法进行研究,以ECE法规和理想制动力分配曲线为依据,提出常规气压制动与电机制动协调控制的方法,建立相应的机电制动力分配模型,并采用MATLAB/Simulink软件进行仿真分析。结果表明,该控制策略与理想制动力分配策略和最大化能量回收策略相比,既能充分利用电机制动力,提高制动能量回收效率,又能保证整车制动的安全性和舒适性。     

基于EMB与EBD的电动汽车制动能量回收系统研究

为了提高电动汽车制动能量回收效率,对电动汽车制动能量再生系统及机电制动力分配控制策略进行了研究。以制动强度为依据划分制动模式,提出了以电子制动力分配(Electronic Brake force Distribution,EBD)来分配前、后轴制动力的电动机制动与机械制动的协调控制策略方法,建立了相应的再生制动系统前、后轴制动力分配控制策略模型,并且对控制模型进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的控制策略方法不仅可以提高制动能量回收的效率,还可以有效防止车轮在低附着路面上抱死,保证了车辆的稳定性与安全性。     

基于Agent的电液复合制动系统防抱死控制研究

针对纯电动汽车电液复合制动系统电机再生制动力与液压制动力动态响应特性的差异及其非线性特性问题,提出了一种基于Agent的电液复合制动防抱死控制方法。构建了由电机Agent、液压制动Agent和ABS Agent组成的复合制动系统,依据让步策略、竞争策略和协同策略对电机再生制动力和液压制动力协调分配。MATLAB/Simulink仿真结果表明：紧急制动状态下,各Agent间能有效协作,前轮始终先于后轮进入抱死趋势,复合制动系统可以准确识别路面附着系数变化并及时调整电机制动力与液压制动力,提高了制动稳定性与系统的自适应能力。     

基于最佳制动效果的并联式混合动力汽车再生制动控制策略

在遵循制动力分配原则的基础上,提出了基于最佳制动效果和模糊控制的再生制动控制策略,使机械制动和再生制动可以很好地协同工作,实现前后轮制动力合理分配。设计了以制动强度和蓄电池荷电状态为输入变量,以期望再生制动力为输出变量的模糊控制器。利用仿真软件ADVISOR,对所设计的控制策略进行了部件性能、制动能量回收、制动感觉三方面仿真分析。同时,为验证ADVISOR仿真结果的有效性,搭建了硬件在环仿真实验平台。结果表明,所设计的控制策略在保证汽车制动稳定性的前提下,能够使驾驶员获得满意的制动感觉,同时有效提高了汽车能量利用率,最终达到了最佳制动效果。     

考虑路面影响的车辆稳定性控制质心侧偏角动态边界控制

路面附着系数与车辆稳定性控制的效果紧密联系,因此有必要在考虑路面影响的情况下设计一种能够适用于多种路面的质心侧偏角控制策略。在7自由度非线性动力学模型的基础上,由车轮侧向力与路面附着的关系,分析不同路面对质心侧偏角控制的影响。根据路面附着系数的不同,通过定义极限边界和线性区域边界,设计变化的动态质心侧偏角安全边界。根据横摆角速度增益判断车辆是否处于非线性状态,并在有逼近安全边界的趋势时提前施加控制,以避免产生由车轮纵向力增加引起的侧向力减小所造成的加剧车辆侧滑的趋势。基于非线性输入的滑模控制算法设计质心侧偏角控制器。通过Matlab/Simulink仿真和实车试验验证了该控制方法能够在不同附着路面条件下的有效地保证汽车的行驶稳定性。     

考虑路面不平度的路面识别方法

基于滑移率控制的汽车电控制动系统实现的难点在于确定不同路面下的最佳滑移率。不平路面上路面不平度引起的动载荷会对汽车车轮速度、滑移率、制动力系数等参数带来波动,间接影响路面识别。在两种轮胎模型的基础上,将汽车平日里行驶的路面划分为6种类型,提出一种能适应不平路面的识别算法。依据路面最佳滑移率前制动力系数-滑移率曲线下的封闭面积构造一个能代表典型路面特征参数的特征值,给出6种典型路面的特征值区间并据此识别汽车当前行驶路面。建立含路面不平度激励的14自由度汽车动力学模型,通过在单一路面和对接路面上的汽车制动模拟试验验证了识别算法的有效性。结果表明算法能在不平路面上较准确、快速地识别当前给定路面状态并将识别结果便捷地用于汽车电控制动系统的最佳滑移率控制。     

改进型ABS对汽车侧向稳定性的影响

汽车转弯制动时,由于左右车轮载荷的变化,经常导致车辆过多转向而丧失方向稳定性,可以通过改进汽车上普遍采用的ABS制动防抱死系统的控制策略来保持车辆在转向制动时的侧向稳定性。通过对传统ABS系统和改进型ABS的详细比较,说明了可在传统的ABS系统的基础上,通过修改控制策略中弯道内、外侧车轮的目标滑移率来实现汽车横向稳定性的控制,使ABS部分代替ESP的作用。     

Estimation of Road Friction Coefficient in Different Road Conditions Based on Vehicle Braking Dynamics

The accurate estimation of road friction coefficient in the active safety control system has become increasingly prominent. Most previous studies on road friction estimation have only used vehicle longitudinal or lateral dynamics and often ignored the load transfer, which tends to cause inaccurate of the actual road friction coefficient. A novel method considering load transfer of front and rear axles is proposed to estimate road friction coefficient based on braking dynamic model of two-wheeled vehicle. Sliding mode control technique is used to build the ideal braking torque controller, which control target is to control the actual wheel slip ratio of front and rear wheels tracking the ideal wheel slip ratio. In order to eliminate the chattering problem of the sliding mode controller, integral switching surface is used to design the sliding mode surface. A second order linear extended state observer is designed to observe road friction coefficient based on wheel speed and braking torque of front and rear wheels.The proposed road friction coefficient estimation schemes are evaluated by simulation in ADAMS/Car. The results show that the estimated values can well agree with the actual values in different road conditions. The observer can estimate road friction coefficient exactly in real-time andresist external disturbance. The proposed research provides a novel method to estimate road friction coefficient with strong robustness and more accurate.     

基于自适应滑移率的汽车防抱死系统研究及仿真

计算机技术在汽车上得到了广泛的应用,用计算机控制制动力,使汽车在制动时,控制车轮不至于抱死,同时缩短了制动距离,解决了传统制动系统的不足,这就是ABS制动系统。本文设计了基于FIR数字低通滤波器,对车轮信号进行滤波处理,并且提出了一种基于费马定理及运动学方程的最佳滑移率的确定方法,并进行了基于此之上的Simulink建模仿真,获得了较为理想的制动效果。     

电动汽车制动能量回收控制策略研究

为提高电动汽车制动能量的回收,通过对电动汽车制动力学的和相关法规的分析,结合电机的输出特性,提出一种前、后轮制动力根据制动强度进行分配的控制策略,并在ADVISOR软件上进行了仿真分析,仿真结果表明,与ADVISOR制动力分配策略比较,在百公里能耗、制动能量回收及能量利用率上都有明显优势,同时也较好地满足了制动稳定性要求。