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。     

汽车转向技术进展分析

综述了汽车转向技术的发展，从机械式转向系统，液压转向系统，电控液压转向系统，到电动助力转向系统和下一代线控转向系统，主要叙述了电动助力转向系统的结构，工作原理和主要的控制策略，分析比较了国内外发展现状、存在的问题及其发展趋势，为国内企业自主研制开发汽车转向系统提供了参考依据。     

模糊控制在线控液压转向系统上的应用

针对线控液压转向系统转向沉重、转向滞后、转向不稳等问题,同时基于线控液压转向系统多变量、不确定和非线性的特征以及目前数学模型还不够精确。提出采用模糊控制方法对线控液压转向系统进行控制。通过考虑转向系统的各种非线性因素,在AMESim和Simulink中建立了与实际线控液压转向系统相吻合的联合仿真模型,通过仿真得出液压缸位移曲线,结果表明:在相同的输入信号下,模糊控制与无控制相比,其响应速度大约提高了1.2s左右,且其动态特性良好,输出稳定,满足系统要求。     

基于改进H∞算法的线控转向系统仿真研究

针对汽车线控转向系统的鲁棒性问题,对汽车线控转向的原理和结构方面进行了研究;对汽车线控转向的动力学模型进行了建立以及简化;对汽车线控转向控制系统进行了分析与设计.以H∞运算为基础,利用反求法,避开了加权函数的选择,通过观察H∞运算中S/T奇异值曲线,运用符合线控转向鲁棒性能要求的预期S/T曲线逆转了该闭环系统,构建出了闭环传递函数,提出了一种基于改进H∞算法的线控转向系统.通过对线控转向系统的时间域和频率域的分析,以及线控转向系统模型干涉和参数扰动下的仿真结果分析,验证了改进H∞算法的控制策略的准确性.研究结果表明,基于改进H∞算法的线控转向系统在保证了鲁棒稳定性的前提下,具有更好的响应性能;并且改进的控制器比传统的控制器具有更好的鲁棒性.     

基于线控转向系统的交叉变轮距底盘的研究

分析车辆转向时各车轮的运动关系;针对我国农业的现状,提出一种基于阿克曼梯形转向结构的交叉变轮距底盘的技术方案;在交叉变轮距底盘的基础上,加入了线控转向系统,4个车轮由4个转向电机独立驱动,并保留转向盘和转向轮的机械连接。研究表明:该交叉变轮距底盘可较好地实现变轮距、前轮转向和四轮转向,而且应用线控转向系统可以提高汽车的转向性能,对农用机械的开发具有参考价值。     

基于FlexRay总线的线控转向系统通信网络

给出了一种汽车线控转向系统通信网络设计.首先对线控转向系统总体方案进行设计,重点介绍了线控转向系统对通信网络的要求;之后设计了基于FlexRay总线的线控转向系统通信网络,包括FlexRay通信网络设计、各节点通信任务分配以及节点初始化;最后进行了通信实验,结果表明所设计的通信网络安全可靠性好,满足汽车线控转向系统通信要求.     

无轨胶轮车主动转向控制策略仿真研究

为解决无轨胶轮车转向系统转向沉重、稳定性差、能耗高等问题,引入线控主动转向系统。通过Car Sim建立线控转向整车动力学模型,采用横摆角速度反馈控制策略,在Simulink中搭建控制框图。最后通过对开路面实验和双移线实验仿真,并与传统转向系统进行对比分析,结果表明,线控主动转向系统可显著改善无轨胶轮车的转向特性。     

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.     

煤矿铰接车辆线控转向技术综述

线控转向是提高煤矿铰接车辆在复杂环境灵活稳定运行的一项前沿基础技术,不仅能够提升铰接车辆转向性能,还是未来实现智慧矿山无轨辅助运输系统智能化、无人化的核心技术。针对铰接车辆线控转向技术,分析了线控转向系统的发展现状,阐述了线控转向系统应用于煤矿铰接车辆的优势,指出在应用过程中的痛点和难点;分别对线控转向系统的电液控制以及执行元件等在节能性和控制精确性等方面进行研究,归纳总结出适用于煤矿铰接车辆的电液泵控和电液阀控两大主流技术,分析对比了两种技术的原理和特点;聚焦铰接车辆线控转向的五大关键技术,提出了实现关键技术的路径;探讨了节能性、容错性、控制精度在未来的发展趋势。旨在通过对线控转向技术的研究,为煤矿铰接车辆转向性能的优化和实现自主行走提供科研思路,为更快地实现智能化无轨辅助运输打好扎实基础。     

装载机线控转向角度测量控制研究

装载机线控转向系统将自动控制系统与液压系统结合,取消装载机原来转向系统中方向盘与转向轮之间机械或液压连接,优化装载机转向系统的路感与工况适应,便于与其它系统集成,统一协调控制。提出了一种新的线控转向装载机的转角的测量方案,更精确测量转角数据。设计优化装载机线控转向液压系统信号检测,更好满足实际需要。     

基于齿条力估计的线控转向系统主动跟踪器研究

针对智能驾驶线控转向系统的精确转向跟随问题,对线控转向系统的动力学模型建立、外部干扰因素分析及估计补偿、转向跟随控制算法设计等进行了研究。提出了适用于线控转向系统的主动跟踪器,通过实时估计外部齿条力,并进行前馈补偿的方式改善了系统的跟随性能;利用一种基于扩张干扰观测器的齿条力估计方法,将估计结果与鲁棒滑模控制器相结合,设计出了适用于线控转向系统的主动前馈跟踪算法;基于ISO汽车转向系统相关测试标准,在不同工况下对算法进行了硬件在环实验验证。研究结果表明:齿条力估计算法能够实时有效地对外部齿条力进行估计,同时主动跟踪器提升了线控转向系统的转向跟随性能,并且其改善效果在高速大负载工况下更为显著。     

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。     

线控转向硬件在环系统设计

LabVIEW FPGA模块具有灵活性、高性能,以及可定制化能力,CompactRIO硬件提供高性能的可重复配置I/O,保证实时性要求,因此利用LabVIEW FPGA模块和CompactRIO硬件作为线控转向硬件在环仿真试验系统的开发工具和基础.首先对试验系统的总体结构和工作原理进行了概述,对系统的实时硬件和软件系统进行了设计.针对线控转向系统的实现必须以路感模拟算法和转向控制算法为基础,对系统路感控制算法和转向控制算法进行了重点设计和仿真试验.结果表明所设计的线控转向硬件在环系统非常适合线控转向系统控制算法的测试,采用的控制算法具有良好的控制效果.     

基于Riccati方程的汽车线控转向传感器故障重构研究

针对取消方向盘与转向器之间的机械连接后,线控转向系统存在的安全性和可靠性问题,提出以软件解析冗余为基础的线控转向系统传感器故障重构方法。以现有的线控转向系统为基础,从最优控制角度出发,基于Riccati型方程构建了线控转向系统主要传感器的最优软件解析故障重构方法,并进行了传感器故障重构的硬件在环仿真。仿真结果表明,该方法能够实现传感器信号的重构,可以满足线控转向系统的容错控制要求。     

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。     

线控转向车辆转向盘转矩特性研究

车辆线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,车辆转向阻力矩无法直接反馈给驾驶员。从驾驶员偏好转向盘转矩的角度出发,在分析转向盘转矩影响因素的基础之上,提出一种考虑摩擦力矩、阻尼控制力矩、限位控制力矩以及主动回正力矩的线控转向系统转向盘转矩的模型,并通过试验数据对模型中的参数进行辨识。选取双纽线试验和中心区特性试验等进行仿真分析和硬件在环验证。结果表明,所建立的转向盘转矩模型能够保证低速时的转向轻便和高速时的路感清晰,并且很好地描述了车辆在不同行驶工况下的转向盘转矩特性,充分发挥了线控转向车辆转向盘转矩可以根据驾驶员需求自由设计的优势。     

巴哈赛车线控转向系统设计

由于目前竞争环境的激烈,巴哈赛车作为一项广泛运用于工程院校的教学项目,集合汽车设计、营销、成本预算等方面为一体,更需要精益求精,才能脱颖而出。巴哈大赛中存在问题较多的地方在转向系统,从而需要对赛车的转向系统进行优化设计,因此,本小组以转向系统作为着手点,对巴哈赛车的部分性能进行优化。传统的机械转向系统中,转向盘与前轮通过转向柱连接,传动比固定不变,不能适应不同的路况,而通过线控转向控制可以根据车辆进行设计,提高车辆回正性、稳定性和转向性。本文首先从根据汽车传统的转向系统,设计新的线控转向方案,再对汽车线控转向系统的执行机构算法改良,建立汽车的线控转向系统模型,然后通过仿真软件对线控转向系统进行实验仿真,最后对整体的模态做静力学分析,验证设计的合理性。     

基于线控转向系统操作稳定性的研究

针对汽车线控转向系统的操作稳定性问题,研究了固定转向灵敏度型与γ和β联合控制策略,之后设计了基于dSPACE的线控转向硬件在环仿真实验台架对算法进行实验验证.按照国家标准中转向瞬态响应实验中的要求,验证了汽车在此控制策略下的操纵稳定性能     

线控转向电动汽车运动控制系统的研究

针对传统汽车转向存在转弯半径大和操纵不灵活的问题,采用线控技术在线控转向电动汽车上设计了运动控制系统。介绍了线控转向电动汽车的机械结构和多种运动模式,分析了电动汽车绕任意点旋转运动的运动学算法,并利用模块化设计和车载网络通讯实现了线控转向技术,设计了该车的运动控制系统;研制了该车的运动控制系统样机,并在实际路面上分别对传统汽车和线控转向电动汽车进行了掉头转弯对比实验。研究结果表明,线控转向电动汽车能够更好地实现掉头转向,相比传统汽车具有更小的转弯半径和操纵灵活性。