缓速器对半挂汽车列车制动稳定性的影响

考虑纵向载荷转移、非线性轮胎模型等因素,建立七自由度半挂汽车列车数学模型,并在MATLAB/Simulink软件中建立仿真模型分析缓速器对半挂汽车列车制动稳定性的影响。仿真结果表明：在高附着系数路面上,缓速器处于前3挡时,半挂汽车列车制动稳定性良好;而当缓速器处于4挡时,由于缓速器制动力矩过大,整车制动协调性变差,列车有一定发生失稳的趋势,但未完全失控;在低附着系数路面上,缓速器处于1挡时,牵引车后轴已提前趋于抱死,使得牵引车发生严重侧滑,从而导致列车折叠,完全失控。     

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。     

基于模糊PID的客车ABS转弯制动半实物仿真测试

车辆在弯道制动的条件下很容易失去稳定性,防抱死系统(ABS)在很大程度上提高了车辆转弯的稳定性。在低成本硬件条件下搭建起基于MATLAB/xPC的半实物仿真平台,通过MATLAB/Smulink建立8自由度仿真模型,采用控制鲁棒性较强的模糊PID的ABS控制策略,对客车在高低附着系数路面制动转弯的情况下进行了硬件在环测试。测试结果表明:该控制算法能有效提高汽车稳定性,使滑移率较好地控制在最佳值0.2附近,具有更好的鲁棒性和自适应能力。     

四轮转向半挂汽车列车直接横摆力矩的模糊控制

引入Gim轮胎模型建立了四轮转向半挂汽车列车的非线性动力学模型.提出了四轮转向直接横摆力矩的集成控制方案,以零侧偏角为控制目标确定了半挂汽车列车牵引车后轮转角,以牵引车横摆角速度为控制变量,基于模糊控制技术设计了直接横摆力矩模糊控制器.借助Matlab/Simulink,对该控制器的有效性进行了验证.仿真结果表明,高速大转向时,四轮转向直接横摆力矩集成控制器能得到较好的输出响应,显著提高了半挂汽车列车的操纵稳定性,使驾驶员能够对半挂汽车列车进行正常操纵.     

低附路面汽车动力学稳定性控制系统控制策略

分析低附条件下轮胎－路面的附着特性和轮胎力特性,建立基于HSRI轮胎模型的四轮2自由度模型,分析汽车在实际工况下的动力学稳定特性。应用β法分析汽车车身稳定性控制的可控区间,结合车身稳定特性、前后轴稳定特性、轮胎稳定特性,确定低附路面上汽车动力学稳定性控制系统对侧偏角、横摆角速度状态偏差的控制目标。基于上述分析开发出低附路面汽车动力学稳定性控制策略,并通过仿真和实车试验验证了控制效果。     

对开路面弯道制动的控制方法

运用多体动力学软件SIMPACK建立汽车模型,着重研究了汽车在外侧附着系数低、内侧附着系数高路面上弯道制动的情况.通过仿真,在分析轮胎受力的基础上,提出了一种基于转角预测前馈的动态调节内侧车轮最佳滑移率的控制方法,并在Matlab中搭建了模糊控制系统进行联合仿真.结果显示,所提出的控制策略可以改善车辆在这种极限工况下的侧偏位移和横摆角速度,减轻了驾驶员的操纵心理负担,并且车辆的制动距离基本保持不变,保证了制动效能,提高了车辆侧向稳定性.     

基于主动转向与模糊滑模控制ESP的协同控制研究

为了进一步提高汽车底盘协同控制的稳定性与可靠性,设计了一种新的协同控制系统,该协同控制系统由主动转向控制器和电子稳定控制系统(Electronic Stability Program,ESP)控制器组成.ESP控制器基于滑模变结构控制方法中滑模面的模糊逻辑调整策略,并利用模糊控制器建立可跟随车辆状态变化的动态滑模面,与主动转向系统进行协同控制研究.最后基于硬件在环试验平台完成了低路面附着系数和高路面附着系数路面的双移线工况试验分析,试验结果表明:相较其他控制方法,基于主动转向与模糊滑模控制ESP的协同控制可以更好地改善车辆在不同工况下行驶时的操纵稳定性和安全性.     

基于汽车行驶安全边界的EPS与ESP协调控制策略

汽车电动助力转向(Electric power steering,EPS)系统与电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)对保证汽车具有良好的操纵稳定性和行驶安全性起到重要作用。针对汽车纵侧向动力学存在的耦合因素,提出一种基于汽车行驶安全边界的EPS与ESP协调控制策略。建立EPS模型,通过Luenberger观测器估计回正力矩,由回正力矩信息估计路面附着系数。根据车辆动力学特性确定由质心侧偏角和横摆角速度组成的行驶安全边界,根据确定的安全边界和转向盘转矩、横摆角速度等信息,基于带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)优化EPS与ESP的动态协调控制因子,确保获得优化参数的全局最优解。仿真与试验结果表明,采用基于行驶安全边界的EPS与ESP协调控制策略,改善了汽车的行驶稳定性,从而验证了所提出的控制策略的有效性。     

基于铰接角度稳定域与可行域的半挂汽车列车直线倒车控制研究

针对半挂汽车列车在倒车行驶时的不稳定开环工况造成的跟随期望直线倒车困难问题，提出基于铰接角度稳定域与可行域的半挂汽车列车直线倒车控制策略；在倒车过程中分析铰接角度、半挂车位姿角和轴线偏移距等参数的相互耦合关系以及上述参数对半挂汽车列车倒车稳定性与可行性的影响；确定半挂汽车列车随期望直线倒车时的铰接角度稳定性区域与可行性区域，并基于半挂汽车列车铰接角度稳定性区域与可行性区域制定半挂汽车列车直线倒车控制策略；采用变论域模糊控制进行直线倒车路径跟踪控制，并基于ADAMS和Matlab/Simulink进行联合仿真以及实车试验。仿真与试验结果表明，所提出的基于铰接角度稳定域与可行域的半挂汽车列车直线倒车控制策略可使半挂汽车列车精准实现对于期望直线倒车的路径跟踪，有效地避免在倒车过程中出现折叠、碰撞等问题、从而大大降低直线倒车操作难度。     

半挂汽车列车操纵稳定性仿真研究

通过建立半挂汽车列车的动力学模型,对其进行拉氏变换,求出系统的传递函数;改变半挂汽车列车的使用和结构参数,利用MATLAB编程进行数字仿真,通过系统的传递函数求出其根轨迹;再根据根轨迹变化趋势,判断系统是否稳定及稳定裕度的大小;结果表明:车速、轮胎侧偏刚度、牵引车与挂车的质量、挂车质心到铰接点的距离、牵引车质心到铰接点的距离等参数,对半挂汽车列车操纵稳定性的影响程度不同,选择合理的参数可以提高半挂汽车列车的操纵稳定性。