汽车主动转向系统的特性研究

系统地分析了各种主动转向系统的性能特点,EPS能根据汽车行驶速度调节助力大小,在必要时能主动向驾驶员提出合理的转向建议或者直接进行转向干预,从而改善操作轻便性、提高汽车直线行驶性能和转向回正能力;AFS通过执行机构给转向轮叠加一个额外的转向角,实现转向系统的变传动比和对转向角的动态干预,从而改善汽车的驾驶舒适性、机动性和操纵稳定性;线控转向系统能够自动地进行转向干预,实现汽车动态偏行稳定性控制和自动道路轨迹跟踪,为最终实现汽车驾驶的全自动化提供了可能.     

基于模糊PID线控转向系统前轮转角控制

转向系统是乘用车的重要性能指标之一,它关系到整车的操纵稳定性以及舒适性.通过对乘用车线控转向系统结构、原理进行分析,建立了基于Simulink与CarSim的汽车线控转向系统联合仿真模型,将模糊理论应用到前轮转角控制策略中,并在整车动力学模型的基础上,设计模糊PID控制器,用于前轮转角控制.仿真结果表明:汽车低速行驶时,较小方向盘转角能实现较大的前轮转角变化,其传动比较小,驾驶员转向轻便;而高速行驶时,需要较大的方向盘转角实现前轮转角变化,传动比较大,可有效防止汽车高速抖动,提高汽车操纵的稳定性.     

基于模型预测控制的汽车侧风稳定性研究

针对汽车高速行驶时在侧风环境下的气动稳定性问题,建立汽车多体动力学与汽车空气动力学的动态耦合模型,研究基于模型预测控制的主动转向控制对汽车侧风稳定性的影响,对比分析某轿车在有、无主动转向控制的动力学与流场响应.研究结果表明:高速行驶车辆在侧风作用下,有、无基于模型预测控制的主动转向的最大侧向位移分别为0.23 m与1....     

汽车侧向避撞系统的模糊-PID控制仿真

汽车在高速行驶过程中进行超车或两车并列行驶时容易出现侧向碰撞。提出利用主动转向技术,根据两车并行时侧向距离的变化控制两车侧向距离满足安全要求,减小汽车发生侧向碰撞的可能。建立了基于两车侧向距离及其变化率的模糊-PID控制模型,确立了相应的控制策略和控制算法,设计了模糊-PID控制器,进行了复杂工况下的仿真试验,并将仿真结果与利用PID控制方法得到的仿真结果进行了对比。结果表明利用主动转向模糊-PID控制技术,能减少汽车在超车时发生侧向碰撞的危险,使汽车在高速行驶过程中具有更好的安全性。     

半挂汽车转向稳定性反馈线性化控制

建立了半挂汽车非线性动力学模型,分析了车辆在低附着系数路面上高速转向行驶稳定性。采用遗传算法和相平面法估计了行驶速度为16.7～25m/s时车辆稳态前轮临界转角。基于非线性反馈线性化跟踪控制理论,以牵引车横摆角速度和铰接角为控制对象,设计了半挂汽车前轮主动转向和鞍座直接横摆力矩联合控制的前馈和反馈复合控制器。车辆高速阶跃转向和单移线工况仿真结果表明:联合控制器对于提高半挂汽车横向稳定性效果较好。     

四轮转向车辆操纵稳定性的最优控制策略研究

为提高四轮转向汽车的操纵稳定性,提出一种联合后轮转向和横摆力矩的最优控制方法.从7自由度四轮转向整车模型出发,建立车辆转向的线性化简化模型和理想模型,并基于二次型最优控制理论推导出前馈控制器和反馈控制器.仿真结果表明:在低速和高速行驶工况下,相比传统的前馈控制,基于最优设计的前馈控制器能改善车辆的行驶姿态,而实施前馈加反馈的最优控制方法可获得更优的理想模型跟踪控制性能,实现了零侧偏角控制目标,同时横摆角速度的控制误差也很小,使得汽车具有更好的行驶轨迹、速度保持能力和稳定状态,进一步提高了车辆的操纵稳定性.     

基于Simulink的电动助力转向控制策略仿真

基于Simulink建立了用于分析电动助力转向系统特性的非线性汽车动力学模型。针对转向系统转向轻便性、高速行驶稳定性和回正性的多重目标,制订了包括助力、补偿、回正和阻尼的控制策略。根据方向盘检测转矩和转角制定死区控制,并在此基础上制定了综合控制策略。进行了Simulink仿真分析。结果表明,所设计的综合控制策略在满足转向轻便性和路感要求的同时,可以解决低速回正慢、高速回正超调的问题,在防止电机频繁启动的基础上,可以改善汽车高速行驶稳定性。     

基于电液耦合转向系统的商用车防失稳控制

基于一种电液耦合转向系统进行商用车中、高速转向行驶失稳预防控制研究,采用转向力矩控制方法,通过主动调整助力使车辆时刻行驶在稳定区内,从而达到预防车辆失稳的目的。简述了电液耦合转向系统结构,进而对利用转向系统预防车辆失稳的可行性进行了说明,并建立了车辆2-DOF参考模型,采用柔性PID与自适应递增算法对线性和非线性两种行驶状态进行单独控制,得到补偿力矩。利用所搭建的电液耦合转向系统硬件在环试验台对提出的控制方法进行验证,结果显示,车辆处于临界失稳状态时电机助力矩与转向轮转角减小,横摆角速度减小,有效保证了车辆时刻行驶在稳定区域内。     

汽车高速紧急避障路径跟踪与主动防侧翻控制

为提高匹配机械弹性车轮汽车在高速紧急避障时的效率与安全性,在Simulink中建立了整车非线性八自由度模型,并基于车轮样机台架试验数据,利用Matlab遗传算法工具箱对机械弹性车轮模型参数进行分级辨识.综合考虑行驶车速、轨迹跟踪误差、方向盘转角以及侧翻评价指标,建立了八自由度驾驶员—汽车预瞄跟随闭环系统模型.分析了汽车在不同行驶车速时所需的方向盘角输入信息与侧翻状态响应,总结出汽车高速转向时的侧翻动态特性.为高速安全通过规划的避障路径,在转向控制驾驶员模型基础上建立了速度控制驾驶员模型,当侧翻评价指标超过安全阈值时利用制动踏板降低车速,当纵向车速小于期望安全车速时利用加速踏板提高车速.仿真分析表明建立的高速避障路径跟踪与控制策略能高效完成避障路径跟踪,同时能有效降低紧急避障时的侧翻风险.     

AFS系统水平随动的算法研究

针对汽车在高速行驶和车身方向改变时汽车前照灯自适应转向算法的研究.建立前照灯随动几何建模,推导出相应的自适应调整角度公式.在理论分析的基础上,使用Simulink进行模拟仿真,实验表明水平调整的角度基本满足ECE R123的规定,并在AFS(adaptive front lighting system)系统样机上进行测试,验证了理论推导的正确性.     

汽车超车并行工况下侧向避撞控制策略研究

汽车在高速行驶过程中进行超车时,在两车并行工况下容易出现侧向碰撞．提出了利用主动转向技术,根据超车时两车侧向距离的变化控制并行车辆,使两车侧向距离满足安全要求,避免由于两车侧向间距的变化而引起的交通事故,减小汽车超车时发生侧向碰撞的可能．确立了相应的控制目标和控制策略,建立了基于车间距及其变化率的模糊控制模型,设计了模糊控制器并进行了复杂工况下的仿真试验．结果表明：利用主动转向模糊控制技术,能减少汽车在高速超车时两车发生侧向碰撞的危险,使汽车在高速行驶过程中具有更好的安全性．     

汽车转向的力输入控制与角输入控制及其对驾驶员—汽车闭环系统？…

讨论了与两种不同转向控制策略相应的人－车闭环系统的运动特性，即通过给转向盘施加转向力矩或传转向盘一定角度来实施基 向的策略。仿真计算表明，当不转向度小的汽车高速行驶时，驾驶员采用给转向盘施加转向力矩的控制略具有更小的跟随误差，并且校正参数的变化也小得多，这说明采用此策略对车况的改变有更好的适应性。     

汽车稳定性控制系统硬件在环仿真

首先建立了八自由度的汽车动力学模型,设计了模糊PI控制器和汽车稳定性控制策略。建立了基于Matlab/Simulink平台下的硬件在环试验平台,针对转向制动和双移线转向行驶两种工况进行了硬件在环仿真试验。结果表明:所设计的模糊PI控制器及控制策略可以通过制动力控制有效地抑制汽车的过多转向或不足转向趋势,提高汽车的操纵稳定性。     

基于DSP汽车助力转向系统控制技术

伴随着汽车电子技术的高速发展,汽车助力转向系统也经历了从机械式助力转向系统到电控液压式助力转向系统及电动助力转向系统等几个阶段。在分析汽车转向系统概念及工作原理的基础上,对电动助力系统的机构进行详细介绍,重点设计电动助力系统电子控制单元的整体结构,实现对汽车转向过程的合理控制。     

汽车转向操纵的单神经元自适应控制

基于汽车操纵稳定性总方差评价方法和神经网络控制理论,建立了汽车转向单神经元自适应PID控制算法。利用操纵稳定性评价中的轨迹跟随误差和方向盘忙碌程度的评价指标,建立了神经元学习的二次型性能指标函数,并采用梯度下降算法实现了单神经元控制器的连接权值的调整。最终采用汽车7自由度非线性动力学模型进行了不同行驶速度下的仿真计算。结果表明:该控制算法可较为精确地控制汽车对预期行驶轨迹的转向运动,并体现出良好的鲁棒性和自适应性。     

车辆随动转向大灯将成为标配

车辆的普通大灯具有固定的照射范围．当汽车在夜间弯道上转弯时．无法调节照明角度．常常会在弯道内侧出现“盲区”。随动转向大灯能够不断对大灯进行动态调节．保持与汽车当前的行驶方向一致．确保驾驶员拥有最佳的可见度。     

EPS用PMSM弱磁控制方法与实现

针对汽车在紧急避障等工况下,驾驶员快速转方向盘时手感沉重问题,根据电动助力转向系统用永磁同步电机调速,设计超前角弱磁控制方法。电机转速在基速以下时采用id=0控制,电机在高转速下用弱磁控制,并用Matlab/Simulink进行了系统仿真验证。仿真结果表明,本弱磁控制方法能够有效地减少方向盘转矩,提高电机转速。     

基于转向稳定性的汽车悬架协调优化

基于试验研究建立了某款车用磁流变阻尼器的数学模型。利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立了某款乘用客车整车多体动力学模型和虚拟仿真环境。针对半主动悬架系统和转向系统对汽车操纵稳定性的影响,提出了一种PID神经网络协调控制器,并在Matlab环境中定义了半主动悬架协调控制器与整车多体动力学模型的数据交换接口,实现了汽车半主动悬架和转向系统的协调控制。仿真结果表明:PID神经网络协调控制策略可以抑制由悬架传递的振动,调节汽车转向时车身的横摆及侧倾运动,有效地解决了汽车悬架设计中操纵稳定性与行驶平顺性之间的矛盾。     

基于变权重系数的LQR车辆后轮主动转向控制研究

为提高4WS汽车LQR后轮主动转向控制器的性能与适用范围,分析不同路面附着条件下质心侧偏角、横摆角速度对汽车稳定性的影响,提出一种基于路面附着系数调整最优控制中半正定矩阵Q权重系数策略.利用模糊控制理论设计变权重系数调节器,实现最优控制参数的自适应调整.通过Matlab/Simulink软件进行闭环双移线仿真试验,结果表明,在不同附着路面上行驶时,所提出的变权重系数LQR后轮主动转向控制器能够改善车辆的稳定性与安全性,保证车辆按照驾驶员预期的理想轨迹行驶,顺利完成双移线试验;相比于LQR后轮主动转向控制器,与标准双移线轨迹之间的误差降低了28.25%.通过硬件在环试验验证了这一控制系统的可行性与实时性.     

汽车EPS回正工况模糊PID控制及试验

汽车转向盘回正时,存在回正不足和回正超调现象.为了增强汽车电动助力转向系统(EPS)的回正性能,建立了EPS系统动力学模型和汽车三自由度转向模型,设计了回正工况的模糊PID控制,进行了仿真分析和实车试验.结果表明:对回正工况采用模糊PID控制后,30 km/h时的最终残留角为6°,得到改善,60 km/h时的“摆头”现象得到明显抑制,回正不足或回正超调控制得到改善;满足系统的回正性能,提高了系统的鲁棒性能和驾驶手感.