汽车EHB系统控制策略研究

为了提高汽车线控液压制动系统的动态响应特性,在分析了线控液压制动系统工作原理的基础上建立其数学模型以及AMESim液压模型,提出了遗传算法优化PID控制策略和模糊自适应PID控制策略。基于AMESim与Matlab/Simulink软件搭建系统联合仿真研究平台,通过分析相同输入信号下实际制动轮缸压力曲线来研究线控液压制动系统在两种控制算法下的动态响应特性。结果表明遗传算法优化PID控制策略比模糊自适应PID控制策略下的系统响应时间少0.1s,前者更有助于提高线控液压制动系统的响应特性。     

线控制动系统液压储能式制动能量再生装置研究

线控制动是汽车制动系统的发展方向,制动能量再生是汽车节约能源的重要措施,而应急制动功能一直是线控制动系统的一个难题。在对传统制动能量再生装置进行深入分析的基础上,提出了一种基于线控制动系统具有应急制动功能的液压储能式制动能量再生装置,并对其进行了结构设计与控制策略研究。该新型制动能量再生装置的能量存储与释放相结合,即可在汽车起步、加速时释放储存能量,也可在制动过程中直接将储存能量施加于车轮实施制动,提高了制动能量回收利用效率和车辆行驶安全性能。     

电动轮驱动汽车空间稳定性底盘协同控制

电动轮驱动汽车可以独立控制各车轮驱/制动力矩,并能够通过驱动、制动、转向和悬架系统的协同显著提升线控底盘的动力学控制能力,但车辆各子系统控制功能的简单叠加无法发挥整车控制能力。为改善线控底盘的整车稳定性控制效果,提出综合前轮主动转向、四轮差动驱动和悬架主动调控的空间稳定性协同控制方法。搭建整车动力学仿真平台,分析车辆失稳过程特征;构建底盘协同控制架构,计算出车辆状态期望值及主动悬架介入条件,设计出前轮主动转向和四轮差动驱动直接横摆力矩控制权重分配方法;设计出基于模型预测控制的前轮主动转向控制器、基于滑模变结构控制的直接横摆力矩控制器及基于非奇异终端滑模控制的主动悬架控制器并完成了仿真验证。研究表明,提出的底盘协同控制方法在不同附着条件路面上均能保证车辆安全、稳定行驶,所完成研究为线控底盘集成控制策略开发提供了新思路。     

集成式新型线控液压制动系统车轮防抱死控制

针对传统制动系统人机制动力相互耦合,且制动液压调节单元管路布置复杂等不足。提出了一种集成式新型线控液压制动系统,并设计匹配了符合该制动系统的液压调节单元。在此基础上,提出了双动力源分时定频控制和Ⅱ型四通道分时控制两种制动防抱死控制策略。通过建立制动系统及整车动力学模型,对两种典型工况进行仿真分析。结果表明,所提出的两种防抱死控制策略均可满足制动防抱死的功能需求。     

转向制动联合的线控转向汽车防侧翻控制研究

针对线控转向汽车有发生侧翻危险,不能同时兼顾防侧翻控制与路径保持控制的问题,本文提出了一种基于线控转向系统的主动转向和差动制动的联合防侧翻控制策略。根据车身横向载荷转移率LTR的值判断发生侧翻危险的程度,计算出主动转向和差动制动作用的权值大小,从而得到附加前轮转角和制动力矩的大小。利用dSPACE硬件在环实验对控制策略进行了验证,实验结果表明这里提出的联合控制方法,能够使车辆在保持侧向稳定性的同时,较好地保持行车路径。     

工程车辆线控液压制动系统控制策略研究

为了改善车辆新型制动系统的性能,提高其响应特性,在分析其工作原理的基础上,建立了本研究系统的整体数学模型,设计了与本研究系统相符合的模糊控制器和PID控制器。通过结合车辆的实际情况,在Simulink和AMESim中搭建了与实际线控液压制动系统相吻合的仿真模型,通过仿真对比相同输入信号下的两种控制算法对本研究系统响应特性的影响。结果表明:模糊控制相较于PID控制,响应速度提升了0.1s左右,相较于无控制策略,响应速度提升了0.15s左右。     

工业车辆线控制动系统

介绍了车辆线控制动系统BBW(Brake By Wire)的基本结构及原理，对线控技术在轮式车辆全动力制动系统上的实现进行了探讨。     

线控机械制动系统关键技术分析

为了促进线控机械制动系统朝着更加安全、高效的方向稳定发展,推进线控机械制动系统的应用进程。本文从系统的组成结构、特点、工作原理及其当下重点关注问题上对线控机械制动系统进行总结,重点分析了线控机械制动系统在电子制动踏板研究、制动力矩分配策略、车辆状态参数预测、控制器算法设计及车用电源系统等方面的关键技术。     

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。     

一种线控制动系统的方案设计及仿真

基于实验室自行研制的直线执行器单元,提出了一种新的车辆线控制动系统的设计方案,系统由电磁直线执行器驱动的高压液压源以及实现增压、保压和降压功能的三位高速开关阀等构成。搭建了线控制动系统的联合仿真模型,通过AMESim与Matlab/Simlink的联合仿真和正交试验确定了系统中三位高速开关阀的响应时间与阀口大小两个关键设计参数。验证了该线控制动系统的ABS性能,仿真结果表明了此系统能够提供快速、稳定的制动力,仿真过程中未发生抱死情况,车轮具有良好的制动性能,进一步说明了此线控制动系统的可靠性。     

基于电机/液压制动系统协同控制的电动汽车稳定性控制研究

针对高速行驶工况下分布式驱动电动汽车的稳定性控制问题,对分布式驱动电动汽车参考模型、模糊PI控制、车辆动力学规划、电机/液压系统协同控制策略、最优控制分配方法等方面进行了研究,对分布式驱动电动汽车电液复合稳定性控制策略进行了归纳,提出了基于轮毂电机/液压制动系统协同控制的车辆稳定性控制系统。利用Carsim建立了分布式驱动电动汽车动力学模型,并通过Simulink设计了电机/液压协同控制策略,在Car Sim/Simulink联合仿真平台上进行了正弦停滞转向试验。研究结果表明:在极限工况下,无控制或仅电机控制车辆均无法保持稳定,采用电机/液压制动系统协同控制则能保证车辆操纵稳定性。     

基于死区和抗饱和补偿的线控制动系统非线性压力控制研究

线控制动系统通过机电执行器将所需的制动扭矩施加到车轮上,对车辆的电气化和轻量化有着重要意义。由于系统存在非线性死区效应以及输入饱和问题,导致闭环系统性能降低。针对线控制动系统的控制问题,本文采用基于死区和抗饱和补偿的PID控制器实现线控制动系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证;优化控制模型,建立了线控制动系统数学模型;在传统PID控制器的基础上,添加了死区和抗饱和补偿;采用数学软件Matlab对线控制动系统进行仿真,同时与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示:采用添加了死区和抗饱和补偿的PID控制器响应延迟减少约50%,无过冲,跟踪性能明显提高,同时大大减小了获得所需压力的控制量,制动效果显著提高。     

基于MATLAB/Simulink的汽车线控制动系统建模仿真与研究

本文设计了一种新型双楔块式汽车线控制动器。为了分析所设计制动器的制动性能,在MATLAB/Simulink中建立线控制动器的直流电机、电机摩擦、传动系统、制动力、轮胎、1/4车辆制动的数学模型,提出了用摩擦片刚度来预估制动力的方法,并仿真分析了线控制动系统在阶跃、三角波输入信号下的制动力响应和系统的制动效能。结果显示,所设计的线控制动器可以满足国标GB21670-2008的要求。     

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。     

直驱电液制动单元及其构成的线控制动系统应用

随着车辆安全性的日益提高,车辆制动系统也历经了数次变迁和改进。从最初的皮革摩擦制动,到后来的鼓式、盘式制动器,再到机械式ABS制动系统,紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子ABS制动系统、数字式电控ABS制动系统等。近10年来,西方发达国家又兴起了对车辆线控系统的研究,线控制动系统应运而生,并开展了对电控机械制动系统的研究。简单来说,电控机械制动系统就是把原来液压或者压缩空气驱动的部分改为电动机驱动,借以提高响应速度,增加制动效能,同时大大简化了结构,降低了装配和维护的难度。车辆电子控制系统取代机械连接源自Fly—by—Wire。     

汽车ABS/ASR/ESP集成控制策略研究

在对整车及轮胎受力分析的基础上,基于某轿车建立了9自由度整车动力学模型、发动机模型、车轮模型、传动系模型等,根据仿真模型和车辆系统动力学知识对汽车ABS/ASR/ESP集成控制系统中各子系统的触发条件进行了研究,并对ABS/ASR/ESP集成控制策略进行了探讨,确定了集成控制系统在制动工况和驱动工况下统一的控制策略。在MATLAB/Simulink环境下实现车辆ABS/ASR/ESP的集成控制,并通过各个工况的仿真验证了集成控制策略的有效性和集成控制的优势。     

基于SDRE方法的汽车线控转向系统控制方法研究

利用状态相关Riccati方程(SDRE)方法对汽车线控转向系统控制器进行研究。通过车辆动力学和轮胎模型,建立线控转向系统的状态相关系数结构(SDC)方程;针对动力学方程具有高度非线性的特点,设计了基于SDRE方法的控制器;最后采用θ-D方法对SDRE控制器进行求解,以提高计算效率并保证足够的控制精度。实验平台仿真结果表明:采用SDRE方法设计的线控转向系统控制器具有较高的跟踪精度,可提高车辆操纵稳定性并减少电机能量消耗等。     

分布式电驱动车辆线控转向系统MFAC主动容错控制

为解决分布式电驱动车辆线控转向系统容错控制大多需要故障诊断与隔离模块,以及过于依赖精确车辆动力学模型问题,提出基于多输入多输出无模型自适应线控容错控制方法。通过分析车辆3自由度模型确定无模型自适应控制的输入输出关系,建立面向线控转向系统的多输入多输出无模型自适应主动容错控制器（Multi-input multi-output model free adaptive control, MIMO-MFAC）并进行求解,并通过理论推导证明了控制器单调收敛。在此基础上基于Matlab/Simulink和CarSim对该容错控制方法进行了仿真验证,仿真结果表明当转向系统发生故障时,容错控制方法能协同驱动系统产生额外的横摆力矩进行补偿,保证车辆既能维持期望车速也不偏离既定轨迹行驶。最后,通过驾驶模拟器试验验证了该容错控制算法的实时性。     

铁道车辆防滑控制仿真

列车的可靠制动是其安全运行的必要保证,而制动过程中的防滑控制又是安全制动和缩短制动距离的有效途径.建立车辆制动动力学模型和单轮对制动动力学模型,车辆系统自由度为42,建模中考虑车辆系统悬架力非线性、轮轨接触几何关系非线性和轮轨蠕滑力非线性.考虑到盘型制动系统的摩擦特性和制动缸压力变化特性,建立了制动系统力学模型.采用P控制方法,用数值仿真方法研究准高速列车制动过程的防滑控制.计算结果表明,P控制能有效防止车轮在轮轨粘着力较低时的滑行,从而提高制动的可靠性和缩短制动距离,并减小制动过程中车辆的纵向振动.     

轿车电磁制动与摩擦制动集成系统的模糊控制

电磁制动与摩擦制动集成系统能有效地改善汽车的制动性能,而合理的控制策略是集成系统实现的关键.由于车辆制动系统存在非线性和时变性,为此,基于1/4车辆模型电磁制动与摩擦制动集成系统模型分析、模糊控制理论,提出采用模糊控制电磁制动器线圈电流大小的控制策略.在控制策略中以车辆滑移率为输入量,以电磁制动器线圈通电电流为输出量,设计出系统模糊控制器.为检验控制策略的有效性和可行性,以某一安装有电磁制动与摩擦制动集成系统的轿车为应用实例,运用Matlab/Simulink软件对系统进行仿真分析,对比采用模糊控制器汽车与未采用模糊控制器的制动时间和制动距离.仿真结果表明,采用模糊控制策略的集成系统可以有效地减少汽车制动所需时间,缩短制动距离,所提出的控制策略切实可行.