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.     

汽车线控转向系统控制研究

为了提高汽车线控转向系统操纵稳定性 ,对其控制策略进行了研究 黄 首先 ,通过分析系统运动 学微分方程 ,采用 Matlab/simUlink 软件构建汽车线控转向系统的仿真模型 黄 设计基于车轮转角的改 进滑膜控制策略 ,在双移线变道工况和阶跃信号转向工况下进行多次联合仿真试验 黄 结果表明 ,改 进的滑膜控制具有良好的控制效果 ,此研究的线控转向系统可以提高车辆转向操纵的稳定性 黄 关键词 :线控转向系统；滑模控制；Carsim联合仿真。     

汽车线控四轮转向控制策略

基于转向传动比随汽车速度和方向盘转角而变化,提出了前轮控制、侧滑率反馈控制和侧滑率及加速度反馈控制三种前轮线控转向的稳定性控制策略,并进行了驾驶模拟器试验评价。结合后轮主动转向研究了分别采用前馈控制方式和反馈控制方式的线控四轮转向系统的转向控制策略,并将其与前轮线控转向和传统四轮转向系统进行了比较。仿真和模拟器试验验证了线控四轮转向系统能有效提高汽车的操纵稳定性。     

基于理想转向传动比的汽车线控转向控制算法

以29自由度汽车动力学模型为基础,提出了保证汽车转向增益不变的理想传动比稳态控制策略,使线控转向汽车转向特性不受车速和方向盘转角变化的影响;提出了基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法。仿真和驾驶模拟器实验表明,基于理想转向传动比的稳态控制策略保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担,适合于更多的驾驶人群;基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法有效提高了汽车的稳定性。     

基于联合仿真的线控转向系统控制策略的研究

文章应用ADAMS软件建立了某型轿车14自由度的整车模型,其次应用Matlab建立线控转向系统路感模拟的动力学模型和转向执行机构的动力学模型,最后通过ADAMS和Matlab的联合仿真建立了线控转向系统的控制策略。通过机械式转向系统和线控转向系统在特定工况下转向特性联合仿真的比较和分析,可见线控转向系统是基本符合转向特性要求的.     

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.     

基于模糊与PID的车辆底盘集成控制系统

建立了车辆七自由度动力模型,基于模糊和PID设计了车辆底盘集成控制器的顶层控制器,在底层,用PI方法来控制线控转向系统;用二次规划法对主动横摆力矩进行了分配,并针对单移线转向行驶工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆的操纵稳定性;开发的分层控制算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。     

装载机线控转向系统模糊控制算法

针对装载机转向系统转向阻力及输入流量变化范围大、非线性严重的特点,应用模糊控制理论,对系统所处的不同状态实现PID参数的在线整定。详细介绍了线控转向系统的组成,控制系统的数学模型,模糊控制器的设计过程及控制规则,并对其进行了仿真与实验。结果表明:采用模糊自整定PID控制器后,系统的响应时间变快,频带变宽,抗干扰能力增强,可以满足实际转向系统的需要。     

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.     

自适应模糊滑模控制在汽轮机调速系统中的应用

汽轮机调速系统是一个典型的变参数、强扰动的对象,常规的PID控制器难以满足其控制要求.针对此问题,设计了一种自适应模糊滑模控制器.该控制策略基于带积分补偿的变结构控制器,并利用自适应模糊控制方法,把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近.利用李亚普诺夫函数证明了控制器的稳定性.将此控制策略应用到汽轮机调速系统中,仿真结果显示,控制方法具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能.     

基于三步法的汽车主动四轮转向控制

为了提高线控主动四轮转向汽车的主动安全性、操纵稳定性,将三步法控制策略应用于线控主动四轮转向车辆控制问题中,以跟踪参考模型输出为控制目标设计了三步法控制器。该控制器由类稳态控制、考虑参考变化的前馈控制和状态相关的误差反馈控制3部分构成。通过对线控主动四轮转向汽车的前、后轮转角进行控制,保证实际的车辆质心侧偏角和横摆角速度对理想的质心侧偏角和横摆角速度的状态跟踪。采用非线性八自由度汽车模型对控制器的有效性进行验证。仿真结果表明:所设计的控制器能够跟踪上理想模型输出值,提高了线控主动四轮转向汽车的操纵稳定性。     

改善人-车综合性能的变传动比反馈方法

为了提高驾驶员、车辆组成的人-车闭环系统的综合性能,提出一种变传动比反馈方法.根据车速与转向盘转角设计了模糊控制的变传动比策略,仿真表明该策略产生的传动比变化平滑,能改善驾驶员疲劳指标.将该策略与横摆角速度反馈结合,形成基于模糊控制的变传动比反馈方法.采用该方法在车辆模拟器上进行2种车速下的双移线试验和蛇形试验.结果表明：该方法与横摆角速度反馈或定传动比控制相比更加有效,转向盘的转角变化范围最小,降低了驾驶员疲劳程度,同时保证了车辆操纵的稳定性,使得人-车综合性能指标得到了明显改善.     

基于无源理论的线控转向汽车稳定性控制

为了解决线控转向系统受传感器精度及信号噪声等因素影响引起的系统控制失稳问题,利用无源理论,从能量角度分析系统,设计了无源控制器,保证了线控转向系统的控制稳定性。以机械转向系统的无源性分析为基础,对线控转向系统进行无源性分析。确定线控转向系统易呈现有源状态的部分,针对该部分设计无源控制器,保证其无源性,完成系统的稳定性控制,并通过实车试验对方法的有效性进行验证,结果表明:利用无源理论设计的无源控制器能够保证线控转向系统控制的稳定性。     

基于模型设计的电动助力转向系统策略研究

为兼顾车辆转向轻便性和操纵稳定性,并提高车辆的燃油经济性,本文采用恩智浦32位MPC5634主控芯片,对基于模型设计的电动助力转向系统策略进行研究。通过Simulink/Stateflow搭建助力控制策略、回正控制策略及阻尼控制策略的仿真模型,通过功能性和结构性测试之后,自动生成嵌入式C代码,通过软件在环(software in-the-loop,SIL)进行仿真测试,并通过实车标定试验和转向试验,验证电动助力转向系统控制策略的有效性。试验结果表明,在车辆怠速工况下,开启电动助力转向系统时,转矩传感器的转矩信号与关闭电动助力转向系统时转矩传感器的转矩信号相比,转矩传感器输出的最大转矩信号AD值由210降至174,转矩差值由助力电机提供的转矩弥补,说明所开发的电动助力转向系统具有较明显的助力效果,能够满足设计需求。该研究具有较好的应用前景。     

基于状态反馈的车辆底盘集成H_∞鲁棒控制

采用二自由度车辆模型作为被控对象简化模型,提出了一种基于状态反馈的H_∞鲁棒控制方法的车辆底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和直接横摆力矩控制系统。直接横摆力矩控制系统基于HSRI轮胎模型的逆运算和PI控制实现。通过J-turn工况和正弦延迟工况对H_∞鲁棒控制器进行仿真验证,结果表明,所设计的车辆底盘集成H_∞鲁棒控制器具有良好的控制效果,能够明显地改善车辆的操纵稳定性。     

模糊PID控制的助力模式对操纵稳定性影响分析

电动助力转向系统(EPS)设计中最重要的是助力控制模式的控制器设计。在PID控制的基础上引入了模糊控制,提出了基于模糊PID控制的助力控制模式;应用TruckSim和Simulink建立EPS联合仿真模型;采用常用的操纵稳定性开环和闭环两种评价方法进行PID控制和模糊PID控制仿真对比试验,研究模糊PID助力控制模式对EPS性能及整车操纵稳定性的影响。开环评价对比试验结果表明:模糊PID控制器的助力性能较好,但操纵稳定性略差一些。闭环对比试验表明:EPS助力控制模式能有效地提高转向系转向轻便性,模糊PID控制器作用下的操纵性和汽车行驶安全性较好。认为模糊PID控制器下的助力控制模式助力性能好于PID控制器,模糊PID控制器更适合EPS助力控制模式。     

四轮转向汽车的模型跟踪自适应控制

将模型跟踪自适应控制理论应用于四轮转向汽车控制策略研究,在建立车辆转向理想跟踪模型的基础上, 提出一种基于模型跟踪自适应控制技术的四轮转向,并对所设计的控制器进行仿真分析与对比.通过仿真分析,从理论上验证了基模型跟踪自适应控制理论所设计的控制器可以适用于汽车的四轮转向系统,能很好地跟随理想车辆转向模型,有利于提高车辆的操纵稳定性.     

二自由度机器人模糊滑模位置控制及仿真

针对二自由度关节型机器人的位置控制问题,本文提出了基于模糊算法的滑模位置控制。设计线性滑模面和滑模控制律,通过Matlab模糊控制箱设计模糊控制器,使两者的转矩输出共同作用于机器人系统。滑模控制采用线性滑模面,可使系统在有限的时间段内到达稳态,实时性好;模糊控制可以削弱滑模控制所带来的输出抖动,在模糊控制中加入自适应律,能够实时补偿建模误差及外界干扰信号的影响。借助Adams/Control模块和Matlab/Simulink库,搭建联合仿真控制系统进行仿真验证。仿真结果表明,该控制系统能够有效结合两种控制方法的优点,动态性能和稳态性能良好,并能够在一定程度上消除抖振,满足设计需要。因此,该研究具有一定的实际应用价值。     

轮毂液压混合动力商用车主动防侧翻控制

针对轮毂液压混合动力重型商用车功能特点,提出了基于前轮轮毂液压泵/马达差动制动的主动防侧翻控制算法。首先,建立重型车辆线性二自由度模型,根据线性二次型最优控制原理设计主动防侧翻控制器,并决策最优横摆力矩;其次,结合轮毂液压混合动力系统特点,利用安装于车辆前轮的二次元件液压泵/马达再生制动实现前轮主动制动,并设计液压泵/马达再生制动转矩前馈+反馈控制器;最后,利用TruckSim与AMESim仿真软件分别建立整车模型以及液压系统模型,并基于MATLAB/Simulink建立主动防侧翻控制算法,通过MATLAB/Simulink、Trucksim和AMESim三软件搭建联合仿真平台,选取阶跃转向和鱼钩转向两种典型转向工况进行仿真验证。结果表明,所提出的主动防侧翻控制算法能够有效提高车辆侧倾稳定性,且利用前轮轮毂液压泵/马达实现主动制动时可以有效回收部分制动能量,提高车辆经济性。     

基于扩展卡尔曼的线控转向系统转角传感器故障诊断

车轮转向角度传感器是汽车动力系统中重要的器件之一,其可靠性直接影响车辆的安全。针对线控转向系统转角传感器的可靠性问题,首先,分析线控转向系统的结构特点,建立三自由度的非线性车辆模型,以及传感器故障种类模型;其次,基于扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter, EKF）算法,利用传感器输入的转角信息,通过车辆模型估计出汽车状态,例如横摆角速度、质心侧偏角等,再与汽车状态传感器测得的实际值生成残差,构建故障诊断向量并提出诊断策略来实现转角传感器的故障诊断;最后,搭建Carsim/Simulink仿真平台进行联合仿真。结果表明该算法可以准确地识别出转角传感器发生的故障。