侧风对大桥上行驶车辆稳定性影响的计算机仿真

汽车驶过有横向风作用的大桥是汽车行驶典型工况。汽车所受的侧风作用力可以转化为作用于汽车风压中心的力 ,该文建立汽车驶上大桥驶过桥墩所受侧风风谱 ,利用ADAMS里的汽车动力学模型 ,通过参数修改 ,计及侧风风压中心位置和风速的改变对汽车稳定性的影响 ,对匀速行驶汽车的侧风作用下的瞬态响应进行仿真。基于模拟结果 ,得出风压中心靠近质心而且风速小的时候汽车稳定性好。同时考虑驾驶员的反应 ,对方向盘施加以转角输入的汽车稳定性进行仿真分析。结果表明 ,在通常的侧风风速下 ,驾驶员能够安全驾驶汽车 ,不会发生危险     

汽车电动转向系统反向助力控制策略仿真

研究汽车转向系统优化控制问题,针对目前常用的正向助力控制策略不能有效控制电动转向进,汽车受侧向力干扰后操纵稳定性差,为提高EPS的抗侧向干扰性能,建立了侧向风作用下的整车转向动力学模型,分析了在侧向风干扰下EPS正向助力控制不足,提出了EPS反向助力控制策略,设计了反向助力特性,在Simulink中建立了EPS反向助力控制模型,进行了侧向风速为60km/h时三种车速工况下的EPS反向助力仿真.结果表明,在较大的侧向风干扰时,可抑制由正向助力引起的转向轮过度偏转,改善了EPS抗侧向干扰性能和整车横向稳定性,为进一步完善EPS控制策略设计提供了技术支持.     

基于模型预测的侧风稳定性主动前轮转向控制研究

受侧风影响,高速行驶的车辆易偏离预定行驶轨迹,增加驾驶员“误操作”的风险,存在较大安全隐患,为此,该文开展了车辆侧风稳定性主动控制研究。该研究通过建立附加气动力作用的三自由度整车动力学模型,设计主动前轮转向的车辆侧风稳定性模型预测控制器,并搭建 Simulink-CarSim 联合仿真平台进行验证分析。结果表明,在单向侧风工况和交变侧风工况下,带侧风稳定控制的车辆最大侧向偏移量为 0.01 m,远低于无控制时的偏移量;横摆角速度平台值保持在“0”左右,横摆角速度峰值最高降低了 80%,极大地提高了车辆的侧风稳定性。     

某轿车侧风作用下的气动特性分析与改进研究

为研究某轿车的侧风稳定性,利用稳态方法,分析不同强度侧风下整车的侧向气动特性,并在某一特定的侧风条件下,通过优化车身两侧表面结构参数,以提高整车侧向气动性能.通过运用网格自适应方法和集成仿真软件star ccm+进行试验设计,并构建近似模型探索以整车侧向气动性能为目标的车身两侧各结构参数的最佳组合.结果表明,轿车在不同强度侧风的影响下,车身周围流场会发生显著改变.通过优化车身两侧表面结构参数,明显地提高了轿车的侧向气动性能.     

三轴转向车辆侧向稳定性控制策略分析

关于汽车转向稳定性能优化问题,根据三轴转向车辆线性二自由度动力学模型,推导了基于质心零侧偏角控制策略的三轴转向车辆各动力学参数与转向中心纵向位移的关系;结合整车侧向稳定性条件,通过分析转向中心纵向位移对整车侧向稳定性和转向灵活性的影响,得出了转向中心纵向位移临界值和前轮过渡角的表示公式;根据整车侧向稳定性条件和适度质心侧偏角条件,提出了质心零侧偏角调度控制策略;利用MATLAB对质心零侧偏角控制策略和质心零侧偏角调度控制策略进行了定量对比分析,结果证明理论分析的一致性.     

汽车稳定性快速控制原型设计

控制汽车的操纵稳定性是现代汽车提高安全性的重要途径之一.为了改善车辆在转向时或受侧向风作用时的操纵性和稳定性,对汽车电子稳定装置(Electronic stability program,ESP)的工作原理进行了研究,用二自由度整车模型进行了稳定性控制系统设计,并采用硬件在环仿真技术进行了快速控制原型的实时仿真.结果证明,控制器对汽车稳定性控制效果明显,实时仿真与离线仿真结果吻合.说明改进的方法可增加控制系统的稳定性和实时性.     

基于模糊PID算法的车身稳定控制策略与多工况联合仿真

汽车电子稳定系统(ESP)是一项关键的主动安全配置,它能够在车辆高速过弯时防止出现侧滑和失控,维持汽车的稳定行驶.为了评估并提高不同工况下整车行驶的稳定性,就需要对目前的车身稳定控制算法进行比较并改进.本文基于Carsim软件建立了某乘用车的整车动力学模型,联合Simulink软件进行车身稳定控制的联合仿真.把整车行驶的侧向位移、质心侧偏角、横摆角速度和侧向加速度等动力学参数作为评价量,基于双移线、正弦和角阶跃工况,采用传统的PID控制算法和目前较新的模糊PID控制算法对整车的行驶稳定性进行控制.仿真结果表明,模糊PID控制策略的实时性和自适应性更好,能够提升整车的行驶稳定性和成员的驾乘舒适性.     

车辆直接横摆力矩的预测控制研究

针对车辆高速过弯时发生的侧滑问题,将预测控制运用于汽车ESP控制系统中,以2自由度车辆模型为预测内部模型,以车辆直接横摆力矩为输出作用于车轮来控制整车的行驶状态。结合Matlab/Simulink建立的七自由度整车模型以及轮胎模型对所设计的ESP控制器进行分析调整。实验结果表明,预测控制器能很好地控制汽车的横摆角速度和限制质心侧偏角,提高了汽车的稳定性和安全性。     

汽车电子稳定程序模糊控制仿真

关于汽车安全和稳定性问题,针对汽车电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)是一种主动安全系统.为了提高汽车在转向工况下的侧向稳定性,采用快速控制原型的方法,建立了基于H.B.Pacejka 轮胎模型的三自由度整车模型和车辆参考模型.选取车辆横摆角速度和质心侧偏角作为综合控制变量,设计了模糊控制器,并对某款车型进行了离线仿真和在线实时仿真.结果表明,设计的控制器可以很好的控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角.改进后的方法可以提高控制系统的实时性和稳定性,为ESP的快速开发提供了参考依据.     

飞翼无人机着陆过程中的抗侧风控制研究

飞翼布局无人机的无尾布局给横侧向的稳定与控制带来困难,尤其是下降阶段有侧风时的航迹控制.带侧滑保持航向和带偏流保持航向是常用的两种抗侧风策略,为解决稳定性控制,研究了两种策略的优缺点,并针对两种控制策略分别设计了横航向抗侧风控制器.结合飞翼布局无人机的特点,在着陆过程中的不同阶段选择不同的抗侧风策略,在进场和下滑初始阶段采用带偏流保持航向方式,在下滑到一定高度时转为带侧滑保持航向的控制策略.仿真结果表明,选择的控制策略以及设计的控制器合理、可行,满足飞翼无人机着陆阶段的抗侧风要求.     

Fuel efficiency‐oriented platooning control of connected nonlinear vehicles: A distributed economic MPC approach

This paper considers the fuel efficiency‐oriented platooning control problem of connected vehicles. We present a novel distributed economic model predictive control (EMPC) approach to solve the problem of the vehicle platoon subject to nonlinear dynamics and safety constraints. In order to improve fuel economy of the whole vehicle platoon, the fuel consumption criterion is used to design the distributed EMPC strategy for the platoon. Meanwhile, the car‐tracking performance is exploited to guarantee stability and string stability of the platoon. Then the fuel efficiency control problem of the platoon is formulated as a distributed dual‐layer economic optimal control problem, which is solved in a fashion of receding horizon. It is proved that the proposed strategy guarantees asymptotic stability and predecessor‐follower string stability as well as fuel economy of the whole platoon by minimizing the fuel consumption cost. Finally, the effectiveness of the proposed strategy is highlighted by comparing its performance with that of the traditional distributed MPC strategy in numerical simulations.     

A forecasting system for car fuel consumption using a radial basis function neural network

A predictive system for car fuel consumption using a radial basis function (RBF) neural network is proposed in this paper. The proposed work consists of three parts: information acquisition, fuel consumption forecasting algorithm and performance evaluation. Although there are many factors affecting the fuel consumption of a car in a practical drive procedure, in the present system the relevant factors for fuel consumption are simply decided as make of car, engine style, weight of car, vehicle type and transmission system type which are used as input information for the neural network training and fuel consumption forecasting procedure. In fuel consumption forecasting, to verify the effect of the proposed RBF neural network predictive system, an artificial neural network with a back-propagation (BP) neural network is compared with an RBF neural network for car fuel consumption prediction. The prediction results demonstrated the proposed system using the neural network is effective and the performance is satisfactory in terms of fuel consumption prediction.     

轴荷对整车操稳性能影响的仿真分析

针对某车型的电动车改型设计导致前、后轴荷增加较大的问题,为降低改型的难度,修改其前、后悬架的弹簧刚度和安装长度,并用Adams／Car建立其多刚体模型,分析轴荷变化对整车操纵稳定性的影响．结果表明,改型车辆在设计状态时的整车姿态与原车保持一致,且运动性能非常接近于原车．     

基于流入角实时变化的气动性对操纵稳定性的影响

为研究汽车受侧风影响时风压中心线位置对整车操纵稳定性的影响,在CCM+软件中计算不同风速和不同流入角下的气动力,获得气动力与风速和车速的合速度以及流入角的初始关系曲线.利用MATLAB和Adams/Car联合仿真,搭建空气动力学和车辆动力学的双向耦合模型,以风压中心线与质心的距离为变量进行仿真分析.结果 显示,随着风压中心线由质心前方移动到质心后方:在开环仿真工况中,车辆的侧向位移会减小,但是如果风压中心线位于车辆后方超过一定的距离,车辆会在气动力产生的横摆力矩作用下向另外一侧偏移;闭环仿真工况中,当风压中心线穿过车辆质心时,由于侧向力的存在,方向盘依然需要一个很小的转角以维持直线行驶,风压中心线需要继续后移以保证方向盘稳态时的回正.     

基于CPLD的风光互补发电阀控蓄电池监测系统

提出了一种风光互补发电系统中阀控蓄电池组智能监测系统,针对发电机系统的电磁干扰,采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为主控器件。数据采集设计了模块化的分时采集方式,数据处理采用了改进的二次中值滤波算法,实现了以EPM7128SLC84为控制核心的系统硬件设计,给出了CPLD内部模块设计和部分模块的时序仿真。试验结果表明,蓄电池智能监控器具有较强抗干扰能力和适应多种电池组功率配置。     

Vehicle adaptive cruise control design with optimal switching between throttle and brake

For vehicle adaptive cruise control(ACC) systems,the switching performance between throttle and brake determines the driving comfort,fuel consumption and service lives of vehicle mechanical components.In this paper,an ACC algorithm with the optimal switching control between throttle and brake is designed in model predictive control (MPC) framework.By introducing the binary integer variables,the dynamics of throttle and brake are integrated in one model expression for the controller design.Then the ACC algorithm is designed to satisfy not only safe car following,but also the optimal switching between throttle and brake,which leads to an online mixed integer quadratic programming solved by the nested two-loop method.The simulation results show that the proposed ACC algorithm meets the requirements of safe car following,outperforms the traditional algorithms by performing smoother responses,reducing the switching times between throttle and brake,and therefore improves driving comfort and fuel efficiency significantly.     

并联混合动力汽车能量管理系统的仿真研究

对于混合动力汽车而言,节能减排是促使其发展的主要原因,而能量管理策略是节能减排的关键技术,因此针对并联混合动力汽车的能量管理策略展开研究;首先运用ADVISOR电动汽车仿真软件,选用某款并联混合动力车型,并使用标准ECE_ECDU和UDDS循环工况来评估整车燃油经济性和污染物排放效果;然后,采用门限参数优化的方法对控制策略进行优化;最后对比优化前后不同循环工况仿真结果中汽车的燃油经济性和排放性能的变化,并分析了优化后的策略对汽车性能的影响;研究表明,所提出的优化方法使汽车在ECE_ECDU和UDDS循环工况中的每百公里油耗分别降低了8.45%和10%,有害气体HC、CO和NOX含量分别减少了5.88%和5.8%、12.24%和11.54%、8.55%和7.51%,进一步验证了优化策略的有效性。     

横风下桥梁高度对高速列车交会性能的影响

为研究横风下桥梁高度对高速列车会车性能的影响,基于空气动力学和列车系统动力学,分析指数风分布下不同高度桥梁周围的流场,建立高速列车多体系统动力学模型,模拟横风下列车在不同高度桥梁上会车时的表面压力特性和气动载荷特性.将得到的气动力作为外加载荷作用于列车上,分析桥梁高度对高速列车会车安全性能的影响.结果表明:当列车在环境风下交会时,背风侧列车的气动力波动大于迎风侧列车的气动力波动;当监测点风速固定且桥梁高度小于15 m时,随着桥梁高度的增加,列车的气动载荷最大幅值和安全指标最大幅值均有所减小;当桥梁高度为15～30 m时,随着桥梁高度的增加,列车的气动性能和动力学性能基本保持不变.     

基于TMS320F2812的智能循迹小车控制系统设计

为了提高智能小车的运行速度,设计了基于TMS320F2812 DSP芯片智能小车控制系统;运动控制采用专用电机驱动模块技术,通过DSP芯片的PWM控制小车的速度和方向,采用模糊控制算法的控制策略,有效地控制车子各个时刻的运动,具有较高的稳定性,小车的动态性能良好,适应性强,整体控制效果良好;实验证明,智能车对任意道路具有较好的跟随性,同时具有较高的车速。     

Model Predictive Control of Hybrid Electric Vehicles for Improved Fuel Economy

This brief proposes a model predictive control method using preceding vehicle information within hybrid electric vehicles' (HEVs') predictive cruise control system to improve car following performance and reduce fuel consumption. This paper adds two original contributions to the related literature. First, a real‐time optimization approach using Pontryagin's minimum principle with analytical methods rather than numerical iteration methods is proposed. Second, to compute the desired battery state of charge trajectory as a function of vehicle position, only the topographic profile of the future road segments must be known. Both the fuel economy and the driving profile are optimized using the proposed approach. Simulation results show that fuel economy using the proposed method is improved significantly.