汽车多增益融合线控转向传动比及防侧翻控制

转向传动比是汽车操纵稳定性及主动安全性的重要影响因素,理想转向传动比忽略转向执行机构影响,仅考虑汽车单一运动稳定性,难以实现汽车主动转向防侧翻实际要求。考虑线控转向执行机构动力学特性,提出融合汽车横摆、横向及侧倾运动增益的线控转向传动比,设计多增益融合转向传动比的主动转向防侧翻控制策略。建立线控转向系统模型,分析线控转向系统动力学特性;由汽车系统动力学理论求解横摆运动、横向运动及侧倾运动的转向传动比增益,采用遗传算法进行不同工况的转向传动比优化,获得多增益融合线控转向传动比;根据典型工况汽车稳定性分析规律,设计多增益融合线控转向传动比的汽车主动转向防侧翻控制策略。实例仿真结果表明,多增益融合线控转向传动比能同时改善车辆低速转向灵活性和高速转向稳定性,设计的控制策略在绊倒型及非绊倒型工况均能够有效地防止汽车侧翻,减少控制器对驾驶员转向意图的干预。     

循环球变传动比转向器齿轮副工况的分析方法研究

为了真实反映汽车在转向时转向器中齿轮副的实际工况,建立转向系统数学模型,并给出转向摇臂力矩和转向螺母移动位移的计算公式,提出一种循环球变传动比转向器齿轮副实际工况的计算方法;在上述研究基础上针对汽车转向轻便性试验,解析计算得到某型循环球变传动比转向器齿轮副的实际转向工况,并通过仿真验证计算结果的正确性;将该变传动比齿轮副工况的计算结果应用在有限元分析中,证明了此方法的可行性。该分析方法为转向器齿轮副的仿真分析和试验测试提供更加贴合实际的加载依据。     

主动转向系统的传动比研究

分析主动转向系统(active front steering system,AFS)传动机构的工作原理,建立AFS传动机构的数学模型,根据汽车二自由度模型确定汽车的系统稳态横摆角速度增益曲线,选取合适的系统横摆角速度增益值设计转向传动比曲线以及转向轴叠加角曲面,建立装备AFS整车的联合仿真模型,依据转向轴叠加角曲面控制转角电机实现转向系统的主动转向。仿真结果表明:AFS传动比曲线设计方法合理有效。     

基于可拓滑模线控转向控制策略研究

对于汽车线控转向系统的主动转向控制,研究基于可拓滑模控制方法的主动转向系统控制策略。在MATLAB/Simulink中建立基于整车模型的线控转向系统动力学模型,在变角传动比前馈控制的基础上,设计出基于横摆角速度动态反馈的可拓滑模控制器,决策出合理的前轮转角。选取典型工况对所设计的基于可拓滑模控制方法的主动转向控制策略进行了仿真试验,并进行硬件在环试验验证。试验结果表明,基于可拓滑模控制的主动转向控制方法相对于无控制以及滑模控制,提高了汽车的行驶稳定性。     

基于线控变传动比的四轮转向汽车最优控制

为了充分发挥线控转向可以自由设计角传动比的特性和四轮转向技术在提高汽车操纵稳定性的优点,提出了基于线控转向模糊变传动比和采用LQR最优控制四轮转向相互结合的方法。利用Matlab/Simulink软件对该方法进行建模仿真,并与相同参数的前轮转向、定前后轮转向比四轮转向以及转向系定传动比最优控制四轮转向仿真对比,结果表明,该方法不仅实现了低速时具有较高的转向灵敏性和高速时具有较好的转向稳定性的理想转向特性,而且能够保证在各种工况下质心侧偏角基本为零和横摆角速度瞬态响应的超调量很少,稳定时间缩短,并处于一个相对安全的位置。     

基于多刚体动力学的主动转向系统建模与仿真

首先对前轮主动转向系统结构形式进行分析和简化,确定了双行星齿轮机构的拓扑关系;其次,基于多体动力学仿真软件ADAMS完成了主动转向系统建模和运动学仿真,并建立带主动转向子系统的整车模型;接着,讨论了转向系变传动比控制原理,研究了传动比随车速和转角变化的关系;最后,对传统转向汽车和实施主动转向汽车的操纵稳定性进行了对比分析。结果表明,主动转向系统可提高汽车的操纵稳定性。所建立的主动转向系统多刚体模型为深入研究主动转向控制提供了依据。     

汽车主动转向系统变传动比及电机控制特性研究

为满足汽车高速转弯行驶时的理想转向操控性和安全性、灵敏性,分析汽车双行星齿轮机构主动转向系统变传动比特性。通过选择合适的横摆角速度增益值设计理想变传动比曲线及转向角叠加曲线,并采用基于电流环、转速环的双环串级PID控制策略对主动转向助转角电机特性进行了仿真分析,结果表明:该控制策略能有效改善汽车主动转向系统的助力转角电机的电流响应速度、超调量、峰值时间以及转速响应时间和车辆路径跟踪效果,从而提高汽车转向灵敏性和操稳性。     

基于多样性的汽车线控转向容错研究

为解决线控转向系统转向失效问题,将多样性容错技术应用到汽车线控转向系统中。开展了多样性汽车线控转向系统稳定性分析,建立了线控转向机构与其备份机构之间的关系,提出了基于多样性的转向系统容错设计方法;选用不用经验的驾驶员,在驾驶模拟器上对新设计的线控转向系统进行了转向稳定性试验。研究结果表明,基于多样性容错设计,通过备份的转向功能,驾驶员能根据自己的意图通过转向机构灵活地控制车辆,减少转向失效;同时,能避免由于线控转向系统中过度冗余造成的成本和体积的增加,有利于提高车辆转向稳定性,有利于在汽车线控转向系统中的应用。     

线控转向系统汽车的主动转向控制研究

以线控转向系统汽车为研究对象,为提高车辆在低附着路面以及高速行驶时的行驶稳定性,提出了一种基于指数趋近律的滑模控制算法。基于Simulink与Carsim平台,建立整车模型,并对转向执行总成部分进行频率响应特性分析,验证其工作稳定性。根据固定转向增益,设计理想角传动比曲线,并设计滑模控制器实现车辆的主动转向功能。仿真结果表明,与PI控制器的结果相比,这里所提出的控制策略可以更有效地实现主动转向功能。     

考虑正逆动力学问题的电动助力转向控制研究

在给出了转向系统正逆动力学定义的基础上,设计了基于模糊神经网络的PD控制器,建立了转向系统的多体动力学模型和整车的转向模型,进行了汽车转向动力学的仿真研究:设计并研制了电动助力转向系统的试验台,进行了相关的试验研究。仿真和试验的结果都表明:建立的动力学模型是合理的,提出的控制策略能提高汽车的转向轻便性和灵敏性。     

汽车线控转向系统的现状与发展前景研究

线控转向（steer-by-wire,简称 SBW）系统指取消了传统的机械式转向装置,摆脱了传统转向系统的诸多限制,转向器与转向柱间没有任何的机械连接,而是通过通信网络连接各部件的控制系统。线控转向系统的转动效率高,响应时间快,利于环境的保护,可降低车辆底盘的开发成本,改善车辆的驾驶特性,可以很大程度上改善车辆的操纵稳定性,提高汽车碰撞安全性和整车主动安全性。本文研究了汽车线控转向系统的国内外发展现状,介绍了该系统的基本结构、工作原理及其特点,展望了线控转向技术的发展前景。     

线控转向系统的前轮转角跟踪策略研究

研究通过对线控转向系统进行主动控制,可靠并准确地得到期望的前轮转角。基于建立的线控转向系统数学模型,使用非线性自回归模型确定其系统参数,设计内模控制器跟踪车辆的期望运动状态。通过开环和闭环试验,对控制器在典型的驾驶工况下的有效性进行了验证。通过与PID控制器的结果对比,证明所设计的内模控制器能提供更好的控制性能。为减少驾驶员的操纵负担并确保车辆在不同行驶条件下的稳定性,根据不同工况下的测试结果提出基于增益不变的变角传动比控制策略,并设计了滑模控制器跟踪期望横摆角以实现主动转向。通过对内模和滑模控制器的联合仿真结果表明,所设计的控制器可实现期望横摆角度的精确跟踪,显著提高车辆的操纵灵活性和稳定性。     

汽车线控转向关键技术浅析

汽车线控转向系统(Steer by Wire, SBW)在电动助力转向系统(Electric Power Steering, EPS)基础上,不仅具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点,还取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,完全由电信号进行转向操作,摆脱了传统转向系统的各种限制。不仅可实现自由设计汽车转向的力传递特性和设计汽车转向角传递特性,还可以通过设计控制算法实现智能化车辆转向。最后,SBW系统相较于传统转向系统更加节省安装空间,重量更轻,更具有可靠性和安全性。     

线控转向系统电机的选择和ADAMS仿真研究

通过研究线控转向系统(steering by wire,SBW)的电机(包括路感模拟电机和转向电机)的工作状态,工作特性等,并从计算机仿真和相关试验标准两方面入手,分析了当今线控转向汽车上合理的电动机功率及转矩等参数,提出了车用电动机型号选择的方法和参照.     

主动前轮转向系统改进型变传动比曲线设计

为提高低附着系数路面下的车辆操纵稳定性,基于拟合变传动比曲线,采用模糊推理方法,设计了自适应改进型变传动比曲线,把可变传动比功能拓展至稳定性控制层面。在MATLAB/Simulink中的仿真分析验证了所设计的改进型变传动比曲线的有效性。当在线估算的路面附着系数减小时,车辆系统的增益也相应减小,从而使车辆理想横摆角速度响应也减小,提高了车辆在低附着路面行驶时的稳定性和安全性。     

轮胎激励对汽车中心区操纵性能的影响分析

为研究轮胎激励对于汽车中心区操纵性能的影响,搭建了考虑轮胎激励因素的转向系统模型,并嵌入到了Carsim整车模型当中。通过比对仿真结果和试验数据,验证了模型的有效性。对该模型转向系统特性参数进行灵敏度分析,得出了各参数在轮胎激励影响下对中心转向区性能的影响程度。因此在对转向系统进行设计开发时应着重考虑助力特性的选取以及干摩擦的降低,同时切勿忽略转向传动比和转向刚度的重要性,以尽可能抑制轮胎激励对汽车中心区操纵性能的影响。     

基于变传动比的后轮主动转向控制方法研究

为了改善汽车的操纵稳定性,获得理想的转向特性,利用四轮独立驱动、四轮独立转向电动汽车转向灵活的优势,提出一种基于后轮主动转向技术的变传动比控制策略。综合考虑了汽车在低速行驶时的操纵响应性能,及高速行驶时的行驶稳定性能,通过变传动比设计期望横摆角速度;采用LQR最优控制方法设计汽车的后轮主动转向控制器,实现对期望横摆角速度的跟踪。仿真结果表明,所提出的控制策略不但提高了汽车在低速下的操纵响应,还增强了汽车在高速行驶时的稳定性能。     

EPS+AFS集成转向系统分析

提出结合电动助力转向系统(EPS)与主动转向系统(AFS)的集成转向系统;设计一种新型主动转向耦合装置,耦合手动转向与主动转向;分析集成转向系统的工作原理及变传动比;根据固定的横摆角速度增益设计变传动比曲线并对该系统的叠加转角进行分析;为集成转向系统设计曲线型基本助力曲线;基于Carsim和MATLAB/Simulink建立整车模型并进行联合仿真,仿真表明:装备该集成转向系统的车辆在低、中、高速下均具有较好的操作稳定性和操作灵敏性。     

汽车线控转向系统的现状及关键技术研究

线控转向（Steer—By—Wire,SBW）系统,指通过通信网络连接各部件的控制系统,取消了传统的机械式转向装置。转向器与转向柱间无机械连接,可以很好地改善车辆的操纵稳定性,提高汽车碰撞安全性和整车主动安全性。研究了汽车线控转向系统在国内外的发展,介绍了线控转向的基本结构与工作原理及关键技术,展望了线控转向技术的发展前景。     

汽车主动悬架与转向系统的模糊参数自调整集成控制

建立了汽车主动悬架与转向控制系统半车集成模型。应用模糊逻辑控制理论，提出一种带参数的自调整模糊方法，设计了汽车主动悬架与转向系统模糊参数自调整集成控制器，该控制系统当偏差变小或变大时，调整因子总能确保系统稳定，适合工程应用。通过对汽车主动悬架与转向控制系统试验仿真表明，实行模糊参数自调整集成控制后，汽车的整车平顺性、操纵稳定性和安全性等综合性能指标明显优于汽车主动悬架与转向系统LQG集成控制。