基于遗传算法的车辆跟驰行驶模糊控制研究

针对车辆安全跟驰行驶问题,利用三种常用车辆跟驰行驶安全距离,通过最小二乘法对安全距离进行拟合,得到一种改进的安全距离;根据两车之间的相对速度、安全距离和实际距离的差值,基于模糊推理理论,建立一个双输入单输出的车辆跟驰行驶模糊控制器;针对隶属函数由专家经验选取的局限性,采用遗传算法对隶属函数进行优化,得到基于遗传算法的车辆跟驰行驶模糊控制器,并在Matlab/Simulink软件中建立仿真模型。最后,分别对前导车匀速和匀减速两种工况进行仿真验证,仿真结果表明优化后的控制器提高车辆跟驰行驶的平稳性。     

重型车辆模糊差动制动防侧翻控制研究

针对重型车辆防侧翻控制算法进行研究,基于差动制动防侧翻理论,将模糊控制与PID控制相结合,设计车辆防侧翻控制器,将车辆输入输出参数模糊化,进行模糊推理及解模糊化,建立模糊规则,开发基于预警的车辆防侧翻PID控制算法,在双移线转向输入工况下对基于差动制动和模糊PID控制的重型车辆防侧翻控制算法进行仿真分析,从仿真结果可以看出车辆在双移线试验工况中施加控制后横摆角速度、质心侧偏角及侧向加速度都得到改善,提高了车辆行驶的稳定性。结果表明基于差动制动和模糊PID控制的重型车辆防侧翻控制算法能够有效的防止车辆侧翻。     

重型车辆防侧翻控制研究

针对重型车辆极限工况下易侧翻问题,建立重型车辆三自由度模型,并利用Trucksim建立被控重型车辆模型,以横摆角速度跟踪误差定义积分形式的切换函数,设计一种基于差动制动的模糊滑模控制器。当横向载荷转移率(LTR)超过侧翻因子时,模糊滑模控制求解出车辆所需的目标横摆力矩,根据制动轮选取逻辑对车轮差动制动。通过Trucksim和Simulink对重型车辆防侧翻控制器进行联合仿真,结果表明该控制器提高了车辆在行驶过程中抗侧翻能力,保证了车辆良好的操纵稳定性和路径跟踪能力。     

局部车流模糊跟随模型的建模与应用研究

随着车辆智能控制系统(AVCS)的研究开发,局部车流动态特性的研究变得十分迫切.分析了现有的传统车流跟驰理论存在的不足.提出采用模糊模型来建立局部车流跟随模型,并针对以往未能解决的隐性知识问题,采用了输入-输出数据对来设计模糊规则,应用权重来解决规则冲突问题并简化规则库.最后通过仿真实例验证了模糊模型较之传统跟驰模型的优势.     

车辆防抱装置模糊控制器的参数优化

以车辆防抱装置为研究对象,应用CarSim软件建立整车动力学模型,应用MATLAB软件建立防抱装置模糊控制器。根据国标要求,在三种路面工况下进行联合仿真试验,结合响应面模型和遗传算法优化防抱装置模糊控制器的参数。通过研究确认,优化后的防抱装置模糊控制器使车辆的制动距离分别缩短了0.43 m、1.03 m和2.01 m。     

自适应神经模糊推理的四轮转向车辆转向控制研究

模糊规则的建立和隶属度函数的确定是设计模糊系统的难题。基于神经网络和模糊逻辑的自适应神经模糊推理系统,能够从仿真数据中自动提取出If-Then规则。并在Matlab/Simulink软件中,建立包含侧向运动、横摆运动、侧倾运动三个自由度的四轮转向车辆三自由度动力学模型。将得到的If-Then规则读取到模糊控制器中和三自由度车辆模型进行联合仿真。其中模糊控制器以方向盘转角、方向盘转角速度和车速作为输入,后轮转角作为输出。最后与前轮转向的车辆进行转向盘角阶跃仿真对比。仿真分析结果表明:基于自适应神经模糊推理系统建立的后轮转角模糊控制器能够实现理想的质心侧偏角和车辆横摆角速度响应,提高了车辆的操纵稳定性。     

基于遗传优化的车辆稳定性模糊控制器设计

为了保证车辆在极限危险工况下的行驶稳定性,提出了利用后轮主动转向与差动制动联合产生校正横摆力矩的稳定性控制策略,并进行了相应的车辆稳定性模糊控制器设计;为了改进所设计模糊控制器的控制品质,克服在控制器设计中隶属函数划分与控制参数确定的主观性,利用遗传算法对所设计模糊控制器的隶属函数分布及比例、量化因子进行了优化研究.     

一种专家智能融合控制策略

介绍一种将智能控制理论及专家系统知识进行融合的控制策略。基于专家系统知识,采用遗传算法离线优化模糊控制器模糊集合的隶属度函数,使该控制器的控制性能具有很好的跟随性,优于一般的模糊控制器,有一定的应用价值。     

基于MPC的履带车步进行驶控制器设计

针对摊铺后处理履带车人工步进行驶易与摊铺路面发生碰撞,且难以摆正终点的车辆位置的问题,设计了一种基于MPC的履带车步进行驶控制器。该控制器基于四次多项式轨迹规划,规划步进轨迹,依据碰撞约束及终点平稳性设计目标函数;基于四次多项式规划结果,采用非线性MPC算法及线性MPC耦合PID算法进行轨迹跟踪仿真对比。仿真结果表明,控制器满足碰撞约束及轨迹平稳性要求,线性MPC算法实时性及轨迹跟踪效果更好,对提高路面摊铺后处理质量有重要意义。     

车辆智能制动系统

所研究的车辆智能制动系统主要有2部分：防撞判别器和模糊控制器。防撞判别器判断正在行驶的车辆是否存在潜在碰撞的隐患，如果发现有碰撞隐患，则在适当的时候启动报警，提醒司机，如果司机未能及时作出反应，防撞判别器在最小安全距离处启动模糊控制器进行ABS制动。     

分布式电驱动汽车稳定性控制策略设计与试验

研究分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制问题。基于模型跟踪控制的思想,采用分层控制结构设计控制器。控制器包含参考模型、运动跟踪控制器、控制分配器、参数估计模块。采用带质心侧偏角约束的2自由度车辆模型作为参考模型,设计非线性滑模变结构运动跟踪控制器;针对过驱动系统引入控制分配理论,采用二次规划法设计控制分配器,利用有效集方法进行求解;设计相关动力学参量的估计模块。利用实车平台对稳定性策略进行实车验证,双移线试验与蛇形绕桩试验结果表明：滑模变结构控制器具有较好的收敛性,控制分配模块可以实现四轮纵向力的优化分配,车辆横摆角速度能够较好地跟踪参考横摆角速度。相比无控制车辆,提高平均通过车速,提高平均峰值横摆角速度响应,增加车辆在极限工况下的稳定性。     

基于全局增益调度控制的重型半挂车主动侧倾控制算法

重型半挂车极易发生侧翻事故,提高其侧倾稳定性可以减少事故发生和人员财产损失。针对重型半挂车侧倾稳定性问题,建立车速可变的8自由度动力学模型。在回路传输恢复技术(Loop transfer recovery,LTR)的线性二次高斯(Linear quadratic guass,LQG)控制方法基础上,建立全局增度调度控制的全状态反馈控制器,使LQG/LTR局部状态反馈控制器在不同车速下均能对车辆实施最优主动侧倾控制,从而实现在噪声干扰下对重型半挂车的主动侧倾控制。进行变车速阶跃转向工况下的车辆仿真,对比分析主动控制前后的重型半挂车标准横向载荷转移等参数。车辆仿真结果表明,LQG/LTR方法具有良好的抑制干扰噪声的能力,可使系统具有较好的鲁棒性和稳定性。与被动式车辆相比,变车速的全局增益调度控制算法能有效提高重型半挂车的侧倾稳定性。     

基于电磁耦合无级变速器的混合动力车传动控制

研究基于电磁耦合无级变速器的混合动力传动系统,分析其基本原理和功率流模型,并对电磁耦合无级变速器的变速比控制目标、工作模式和控制策略进行详细研究,同时设计适用的整车传动控制器框架。为了研究混合励磁的动态控制效果,对混合动力汽车在低速大负载和高速工况下进行初步动力性仿真。通过仿真,分析车速跟踪的控制效果、发动机转速跟踪控制效果、电池组荷电状态的变化曲线、电磁耦合无级变速器的转速和转矩、发动机输出功率、电池组输出功率和行驶阻力功率等的变化规律,并得出直流励磁电流和电磁耦合无级变速器的磁链观测值变化规律。     

联合收割机双闭环负荷控制系统的设计

联合收割机是一个高阶时变非线性系统,存在大滞后,工况复杂,简要分析联合收割机数学模型及作业期间可能存在的各种内部、外部扰动。针对收割机负荷控制系统中利用一个控制器综合多个扰动,各参数相互影响,参数调整困难,系统动态性能不够好的问题,提出一种双闭环负荷控制系统,将收割机系统分为行走、作业两部分,分别利用车速闭环和滚筒转速闭环进行控制。车速闭环采用单神经元比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)算法,根据车辆行走系统的工况变化不断调整控制参数,尽可能跟踪给定车速。滚筒转速闭环采用直接广义预测控制算法,也可自动适应系统参数和工况的变化,保证滚筒恒定在最佳转速。整个控制算法实时计算量较小,可保证系统具有足够高的实时性。仿真和试验证明双闭环负荷控制系统能获得较高的控制精度和优良的动态特性。     

用于驾驶机器人的车速跟踪多机械手协调控制方法

提出一种用于驾驶机器人的车速跟踪多机械手协调控制方法。建立了驾驶机器人车速跟踪多机械手/腿控制模型,在此基础上设计了驾驶机器人车速跟踪协调控制器,通过油门/离合器协调控制器实现了车辆的平稳起步和平顺换挡,通过发动机/制动器切换控制器实现了驾驶机器人对给定车速的准确跟踪。实车试验结果表明,提出的方法能合理地协调控制驾驶机器人的油门、制动、离合机械腿和换挡机械手,实现对目标车速的跟踪控制,驾驶机器人完全能够代替试验人员进行各种汽车试验。     

Design,implementation, and test of skid steering-based autonomous driving controller for a robotic vehicle with articulated suspension

This paper describes an autonomous driving control algorithm based on skid steering for a Robotic Vehicle with Articulated Suspension (RVAS). The driving control algorithm consisted of four parts: speed controller for following the desired speed, trajectory tracking controller to track the desired trajectory, longitudinal tire force distribution algorithm which determines the optimal desired longitudinal tire force and wheel torque controller which determines the wheel torque command at each wheel to keep the slip ratio below the limit value as well as to track the desired tire force. The longitudinal and vertical tire force estimators were designed for optimal tire force distribution and wheel slip control. The dynamic model of the RVAS is validated using vehicle test data. Simulation and vehicle tests were conducted in order to evaluate the proposed driving control algorithm. Based on the simulation and test results, the proposed driving controller was shown to produces satisfactory trajectory tracking performance.     

Anti-lock brake system control for buses based on fuzzy logic and a sliding-mode observer

In this paper, an anti-lock brake system (ABS) for commercial buses is proposed based on a fuzzy-logic controller and a sliding-mode observer of the vehicle speed. The brake controller generates pulse width modulated (PWM) control inputs to the solenoid valve of each brake, as a function of the estimated wheel slip ratio. PWM control inputs at the brakes significantly reduce chattering in the brake system compared with conventional on-off control inputs. The sliding-mode observer estimates the vehicle speed with measurements of wheel speed, which is then used to compute the wheel slip ratio. The effectiveness of the proposed control algorithm is validated by a series of computer simulations of bus driving, where the 14-DOF bus model is used.     

考虑车间反应时距的汽车自适应巡航控制策略

通过引入车间反应时距的概念,使用单一控制算法实现汽车自适应巡航控制（Adaptive cruise control,ACC）。结合熟练驾驶员经验,使用车间反应时距定量描述自车何时对目标车辆做出反应,将ACC系统分为上位控制器和下位控制器,给出考虑车间反应时距的上位控制器架构,分别设计线性二次型调节器（Linear quadratic regulator,LQR）和模型预测控制器（Model predictive control,MPC）,通过MATLAB/Simulink与CarSim联合仿真初步验证系统可行性,并以乘用车辆为试验平台在平直铺装路进行实车试验。仿真及实车试验结果表明：目标车辆信息跳变、目标车辆行驶速度超过自车驾驶员设定限速时,考虑车间反应时距的LQR或MPC控制器均能有效处理复杂交通环境信息,实现自车安全、舒适行驶,有效避免模式切换过程中车辆加速度突变,提升车内乘员乘车体验。     

基于MC9S12DG128的发动机仪表数据采集系统

针对具有CAN总线的发动机控制器,开发了基于MC9S12DG128的发动机仪表数据采集系统,该系统可以对发动机水温、油压、车速、转速和档位信号进行采集、处理、发送和显示。工程应用表达该系统达到了预期的开发效果。