一种附着系数实时可调的汽车制动模拟试验台 设计、分析与实验研究

为了实现车辆制动模拟试验中附着系数的准确模拟和实时可调,设计了一种汽车制动模拟试验台,通过控制磁粉离合器励磁电流,实时模拟不同路面附着系数;搭建了基于路面识别的单轮车辆制动系统仿真模型,进行了单一路面和跃变路面下的制动仿真;研制了车辆制动模拟实验系统,开展了单一路面下汽车制动模拟实验和跃变路面下附着系数跟踪控制实验。研究结果表明,在湿沥青路面上以120 km/h初速度制动时,相比于基于固定目标滑移率,基于路面识别的最佳滑移率下的制动距离缩短了3.1%,且在低附着路面下更为明显;单一路面下制动时车速和轮速的实验值与仿真值基本吻合;跃变路面下附着系数最大跟踪误差仅为6.2%,跟踪控制效果良好。     

基于模糊PID控制的汽车ABS制动系统性能研究

车辆安装ABS装置可以有效提高运行的安全性和稳定性。在分析模糊PID控制原理的基础上,对模糊PID控制器进行了设计,给出了模糊PID控制器的仿真模型,对无ABS系统的高附着系数路面和有ABS系统的路面展开了仿真研究,研究结果得到:利用模糊PID控制可以使滑移率处于最佳滑移率范围,从而使地面制动力处于峰值附着力区域,有效缩短了制动距离;未装ABS系统的车辆进行高速制动时易发生车轮抱死问题,并且抱死时间随路面附着系数的减小而下降,装有ABS系统的车辆,其制动性能得到显著提升,制动距离与时间都获得大幅降低,同时也延迟了车轮的抱死时间。ABS系统在低附着路面上的作用要强于高附着地面,确保了车辆在低附着路面的制动安全。     

加装液力缓速器商用车的制动稳定性控制研究

在商用车制动时的方向稳定性分析中,前轮先于后轮抱死是一种稳定工况。理论分析了液力缓速器作用时对商用车前后桥制动力分配及同步附着系数的影响。研究发现,液力缓速器参与制动时最多存在两个同步附着系数,若要保证始终前轮先抱死,要求车辆实际行驶道路附着系数在两同步附着系数之间。而同步附着系数的大小与制动初速度和液力缓速器档位等影响液力缓速器制动力的因素有关。仿真结果表明,在不同附着系数的路面和不同制动速度下,合理选择液力缓速器档位使用可以减小商用车后轴侧滑的趋势,提高制动稳定性。     

基于ABS的车辆弯道稳定性控制仿真研究

车辆在低附着弯道路面上制动是一种非常危险的工况.本文从车辆在低附着弯道路面上制动整车受力的角度出发,分析了车辆弯道制动时ABS控制的不足,提出了车辆ABS与横摆力矩控制协调控制的制动力控制策略.利用模糊控制原理设计了横摆力矩控制器,在制动车辆ABS的基础上,通过对车辆的横摆力矩控制和车轮滑移率的调节,实现了制动过程中对附加横摆力矩的动态调整,从而可以在不增加硬件成本的条件下实现车辆在低附着弯道路面上制动的稳定控制.最后进行仿真试验验证了该控制方法的有效性.     

基于Matlab的制动距离仿真系统

通过对汽车制动时受力情况、附着系数对汽车制动性能影响及制动过程进行分析,得出了关于附着系数的计算制动距离的数学模型.运用Matlab图形用户界面开发环境(GUIDE)建立了汽车制动距离的仿真计算系统,并对宝来车型在几种常见路况下制动产生的制动距离进行了仿真计算.     

多目标动态协调发动机电机液压制动控制策略

针对混合动力汽车发动机参与工作模式下附着系数分离路面起步或低速行驶,防止产生更大的附加横摆力矩而影响车辆的稳定性,提出基于多目标动态协调的发动机电机液压制动协调控制策略。根据混合动力车辆多动力源的特点,搭建车辆驱动轮在该工况下的受力模型,基于逆模型的液压制动力矩控制算法和发动机目标转矩设计算法,制定所研究控制策略。基于Simulink仿真分析了混合动力汽车控制系统进入发动机电机液压制动协调控制策略时在不同工况下的仿真结果。结果可知采取这种电控策略能够提高车辆的加速性能,更加有效地抑制低附着侧驱动轮打滑。为了验证提出的这种控制策略对实际执行系统的有效性,采取了试验验证的方法搭建了试验平台,通过仿真分析和试验数据的对比,证明了所提出控制策略的合理性和有效性。     

基于LuGre轮胎动力学摩擦模型的路面估计与车辆自适应制动控制

为了实现车辆的制动最优控制,利用LuGre轮胎动力学摩擦模型,建立车辆的系统动力学模型,首先分析模型参数对地面附着系数与滑移率关系曲线的影响,明确所需估计参数;然后对输入压力采取增压、保压、减压三种方式,在车速、轮速、纵向加速度可测的情况下,采用参数自适应算法在线估计路面参数,并基于滑移率设计制动控制器;最后运用simulink实现车辆的制动过程仿真,得到不同路面的车辆制动输出响应曲线及路面参数估计值,结果表明基于该模型实现车辆制动控制,能使制动策略适应路面参数的随机及连续变化和地面附着能力随车速的变化情况,以提高制动效果.     

分离附着系数路况下带转向角调节的直线制动

在分离附着系数路面工况下，如果不对车辆左右两侧制动力进行合理的控制，车辆在制动时会发生制动跑偏的现象。这在北方地区尤其明显。利用带前轮转向角反向偏转的方法不仅可以有效地抑制车辆跑偏，同时可以充分利用附着系数较高侧的路面制动力，实现最佳制动效果。     

某电动客车电池布局对制动性能的影响分析

准确获取制动力分配系数范围是分析车辆制动性能的关键。主要研究某电动客车的电池布局对车辆制动性能的影响。基于车辆质心位置及制动力分配理论,根据制动法规规定的制动力分配系数范围,对某电动客车的制动性能进行了分析;根据建立的电池位置模型,探讨了不同电池布置位置对车辆空载和满载制动力分配系数的影响,并对比分析了新方案与原方案不同附着路面的车辆空载和满载时的制动性能。结果表明:电池质心位置至后轴距离为2.215m时,车辆的制动力分配系数取得最大值,此时车辆空载制动距离较原方案减小幅度可达3.8%,且车辆在低附着路面的制动距离减小更为明显。研究结果可为电动车电池布局提供一定的理论依据。     

低附着路面转弯工况下半挂汽车列车横向稳定性控制

针对低附着路面半挂汽车列车转弯稳定性差的问题,依据车辆动力学和控制理论对半挂汽车列车转弯控制策略进行分析研究.应用TruckSim软件建立包括传动系统、转向系统、制动系统、悬架系统、空气动力学、轮胎、车体7大子系统的半挂汽车列车模型,并在MATLAB/Simulink中建立ESP和AFS集成控制器,采用联合仿真方式对低附着路面转弯时车辆的稳定性进行分析.结果 表明:提出的AFS和ESP的集成控制策略有效地提高了半挂汽车列车在低附着系数路面转弯工况的横向稳定性,避免了侧滑、折叠等失稳现象.     

考虑停车距离的载货汽车制动危险状态辨识

通过对紧急制动下的停车距离计算,可间接预测出车辆的安全行驶间距,从而实现车辆防追尾避撞。以载货汽车为研究对象,提出了停车距离模型参数计算方法,从制动距离影响因素着手,通过对驾驶员制动反应时间、制动管路压力、制动蹄片温度、路面附着系数等停车距离的影响参数分析,建立了停车距离分析模型;通过空挡怠速、滑行试验来标定了制动距离计算模型中车辆内外阻力参数;最后综合考虑制动距离、驾驶员反应距离和路面情况,建立在人-车-路闭环系统下多参数融合的载货汽车停车距离模型,提出了载货汽车制动危险状态辨识方法;在不同工况下对停车距离进行仿真试验及实车道路试验,通过对仿真结果和试验结果的分析,验证了停车距离计算模型的可行性,为车辆运行安全状态预警技术的研究提供理论依据和技术支持。     

基于MatLab/Simulink的ABS控制策略实用性研究

针对汽车制动防抱系统ABS的常用控制策略进行分析,提出了基于路面附着系数的控制方法,并在MatLab/Simulink中对其进行模拟仿真研究,同时对ABS制动系统的仿真结果进行对比分析,得出了基于路面附着系数的控制策略是简单、实用、控制效果较好的ABS控制方法,也是一种值得推广的方法。     

基于LuGre轮胎动力学摩擦模型的路面估计与车辆A适应制动控制

为了实现车辆的制动最优控制，利用LuGre轮胎动力学摩擦模型，建立车辆的系统动力学模型，首先分析模型参数对地面附着系数与滑移率关系曲线的影响，明确所需估计参数；然后对输入压力采取增压、保压、减压三种方式，在车速、轮速、纵向加速度可测的情况下，采用参数自适应算法在线估计路面参数，并基于滑移率设计制动控制器；最后运用simulink实现车辆的制动过程仿真，得到不同路面的车辆制动输出响应曲线及路面参数估计值，结果表明基于该模型实现车辆制动控制，能使制动策略适应路面参数的随机及连续变化和地面附着能力随车速的变化情况，以提高制动效果。     

电动车ABS滑移率识别的控制系统研究

本文论述了电动车的ABS制动系统的重要性,分析了ABS制动系统的工作原理。根据目前的最佳滑移率0.2作为不同路面的最佳滑移率,提出了ABS滑移率识别的模糊控制策略,这种控制策略是在车辆在行驶过程中,每个车轮的附着系数的不同,通过模糊控制系统中的路面附着系数计算滑移率模块,计算出实时的每个车轮的最佳滑移率,并且将车轮滑移率控制在此滑移率附近。结果表明可以提高ABS制动系统的制动效果。     

基于模糊控制的电动汽车低速再生ABS研究

为使电动汽车在低附着系数路面上再生制动时车轮具有防抱死功能,提出了一种通过控制电机的再生制动力与反接制动力来防止车轮抱死的方法。阐述了电动汽车低速再生ABS工作原理,建立了电动汽车单轮车辆动力学模型;根据电机低速再生制动的电路稳态条件,利用模糊控制理论设计了基于滑移率控制模式的再生ABS控制系统。仿真结果表明:系统不但鲁棒性强,而且反应迅速,控制精度高;制动过程由占主体的再生制动和制动末期出现的反接制动组成;在电机峰值工作能力内,随地面附着性能的提高,再生ABS回收的制动能也随之增加。     

紧急制动下车身姿态的控制研究

考虑到车辆行驶过程中遇突发状况紧急制动会引起车身姿态较大幅度地变化,同时受路面附着系数、道路条件等影响车轮也会发生抱死和侧滑。为了提高车辆在紧急制动工况下的平顺性和制动性能,改善车身姿态的变化,对非线性半车模型进行了研究,建立了包含主动悬架与制动在内的仿真模型,在主动悬架LQG控制、目标滑移率模糊控制的基础上,通过两者之间的相互影响,进一步设计了俯仰模糊控制策略来改善车身姿态。对车辆在不同控制下紧急制动进行了动力学仿真分析,结果表明,联合控制能够较好地抑制车辆俯仰角的变化,加大制动减速度,减小车身垂直加速度和制动时间,改善车辆的性能,证明设计的控制策略是有效的。     

电动汽车电液协调制动防抱死控制研究

针对电动汽车电液制动防抱死问题,设计了协调控制系统。首先建立了液压ABS与电机ABS的数学模型,然后根据路面附着系数高低的划分,提出兼顾能量回收的电液制动力协调控制策略,并且在车辆单轮动力学模型的基础上,采用PID控制方法,以理想滑移率为控制目标,分别设计了电机ABS系统和液压ABS系统。在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,对高、低附着系数路面及对接路面的情况进行仿真分析,仿真结果表明:控制策略能够满足控制滑移率的需求,有利于能量回收;系统反应迅速、控制精度高。     

重型汽车侧倾稳定性影响因素分析研究

不同附着系数路面上车辆的侧倾稳定性不同,高附着系数路面车辆容易发生侧翻,低附着系数路面车辆容易发生侧滑,通过ADAMS软件仿真分析得到了影响侧倾稳定性的部分因素,指出如何改变这些因素来提高车辆的侧倾稳定性。     

利用n次函数数据拟合算法的路面辨识器设计

行驶路面的实时精准辨识对车辆制动性能具有重要意义。本文基于车辆制动特性的分析提出一种新的基于n次型函数的多维数据高速拟合方法。此方法采用高维n次曲面拟合函数和生成正交信号求内积系数的方法求解拟合参数,并将其应用于路面辨识器的设计。仿真表明,提出的基于n次型函数的多维数据高速拟合方法具有速度快、效率高、鲁棒性强等特性,利用n次型设计的路面辨识器能较精确地识别路面附着系数。     

基于改进Keras模型的路面附着系数估计

路面附着系数是车-路相互作用中最为关键的参数之一,它的精确获取也是车辆主动安全控制系统正常工作的前提和基础,为此提出一种基于改进Keras模型的路面附着系数估计方法.对车辆进行动力学分析,找出与路面附着系数相关的动力学参数作为神经网络模型的输入量;通过各种工况的仿真试验建立数据集;以Keras模型为基础,结合限幅递推平均滤波算法、K折验证、Dropout正则化与Sarsa强化学习,提出改进Keras模型的路面附着系数估计器.滤波算法用于除去神经网络模型输入量的噪声,K折验证用于扩大样本空间,Dropout正则化可以降低模型的过拟合现象,提高模型泛化能力,Sarsa强化学习可以改善路面附着系数预测量超过边界的问题.最后,通过仿真验证表明所设计的估计器在路面附着系数估计中的有效性与可靠性,提出的方法相比原Keras模型平均绝对误差降低了 73％,均方根误差降低了 58％.