油气悬挂系统参数对多桥转向特性的影响

为了提高多桥转向车辆的转向特性,应用ADAMS/Hydraulics软件建立了双气室油气悬挂系统的虚拟样机模型。通过对双气室油气悬挂系统的仿真结果和试验数据的对比,证明了虚拟样机模型的正确性。在此基础上分析了非独立式和连通式油气悬挂系统的刚度特性及其对车辆侧倾特性的影响。通过对多桥转向车辆虚拟样机方向盘转角阶跃输入的操纵稳定性分析,探讨了连通式油气悬挂系统参数对多桥转向车辆整车转向特性和车身侧倾特性的影响,为油气悬挂的设计和车辆操纵稳定性的提高提供了理论依据。     

基于七自由度车辆模型的稳定性仿真研究

利用Matlab软件,建立了七自由度车辆动力学仿真模型,并对其在驱动工况下前轮转角阶跃输入和前轮转角正弦输入的操纵稳定性进行了分析.仿真结果在验证了模型的有效性的同时,还证明了汽车在驱动工况下转弯能够明显增大其自身的不足转向趋势.     

四轮转向汽车后轮转角控制因子控制效果研究

采用汽车的“自行车”模型,建立了四轮转向汽车的数学模型,在MATLAB／Simulink环境下搭建仿真模型,对四轮转向汽车的前轮转角输入控制因子和横摆角速度反馈输入控制因子对汽车操纵稳定性的影响进行了仿真分析．研究表明,两控制因子均能显著降低汽车质心侧偏角和侧向加速度,提高车辆操纵稳定性,但同时又降低了车辆的横摆角速度,降低了驾驶员的转向感觉;横摆角速度反馈输入控制因子对汽车质心侧偏角的影响还表现出了二重性,在四轮转向设计阶段应根据具体情况合理选取两控制因子．     

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。     

质心转移对四轮转向汽车转向特性的影响

为了分析汽车质量和质心位置对四轮转向汽车操纵稳定性影响,本文根据二自由度四轮转向车辆的动力学模型,运用Matlab/Simulink对四轮转向特性进行仿真研究,讨论分析了汽车质量和质心位置的改变,对四轮转向车辆转向特性的影响。研究结果表明,汽车质心转移过大时,汽车操纵稳定性大大降低。     

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.     

极限工况下的车辆转向避撞风险指数

转向避撞风险指数通常根据路面附着限制以稳态侧向加速度进行车辆转向避撞能力评估，忽略了车辆特性对车辆转向能力的影响以及高速转向过程的非线性和瞬态特性，对此，提出通过前轮转角阶跃实验模拟转向避撞过程直接获得车辆最大可达侧向位移作为转向风险指数.分析轮胎侧偏特性曲线和车辆特性，确定车辆的临界稳定侧向加速度；根据前馈控制算法建立“侧向加速度-纵向速度-前轮转角”MAP；提出考虑横向载荷转移的转向前馈控制方法，以提高车辆进行阶跃转向实验时的前馈前轮转角精度；根据MAP建立车辆临界稳定的角阶跃转向工况，采用非线性二自由度车辆模型进行阶跃转向仿真，得到车辆的最大可达侧向位移图.通过蒙特卡洛法对提出的风险指数和转向风险指数（STN）进行对比、验证.仿真结果表明，相比STN，所提转向风险指数在车辆极限工况可以更准确地判断车辆能否通过转向完成避撞.     

基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析

根据车辆动力学原理,介绍了二自由度车辆模型的横摆角速度频率响应,在ADAMS/car中建立车辆操纵稳定性仿真分析模型。通过对转向盘施加脉冲转角输入,使车辆产生横摆运动,研究车辆横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律,对车辆的横摆角速度频率响应特性做出分析与评价。结果表明,该车共振频率高,相位滞后角小,具有很好的频响特性。     

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.     

四轮转向汽车二次型最优控制策略研究

采用汽车的“自行车”模型,建立了四轮转向汽车的数学模型,基于二次型最优控制理论求得最优控制反馈增益,最后在MATLAB／Simulink环境下搭建仿真模型进行仿真,并与前轮转向汽车以及传统的前后轮转角成比例的四轮转向车辆进行对比分析．分析表明,基于最优控制的四轮转向车辆能够很快地将汽车的质心侧偏角降到基本为零,又能保证横摆角速度基本不变,提高汽车的行驶安全性和操纵稳定性,同时又保证了驾驶员原有的转向感觉,减轻了驾驶员的操纵难度和疲劳程度．     

Lateral stability region conservativeness estimation and torque distribution for FWIA electric vehicle steering

Estimation of the lateral stability region and torque distribution on steering is very important to improve stability in lateral handling for all wheel drive electric vehicles.Based on the built-nonlinear vehicle dynamic model,the lateral stability region of the vehicle related to steering is estimated using Lyapunov function.We obtained stable equilibrium points of non-straight driving according to the estimated lateral stability region and also reconstructed the Lyapunov function matrix,which proved that the closed-loop system composed of yaw rate and lateral velocity is satisfied with negative definite property.In addition,the designed controller dynamically allocates the drive torque in terms of the vertical load and slip rate of the four wheels.The simulation results show that the estimated lateral stability region and the designed controller are satisfactory in handling stability performance against different roads and vehicle parameters.     

Research on Vehicle Control Technology Using Four-Wheel Independent Steering System

In recent years,the vehicle stability has beenstudied with strong interest in four-wheel steeringtechnology[1].Along withthe further research,someproblems of four-wheel steering became obvious.Be-cause the deduction of the vehicle turning mathemati-cal model is always on the basis of bicycle model,whichleads to both rear wheel steering angles are thesame while vehicle steering[2,3].Evenif the actuatorfor rear wheel steering just drives a tie rod linkage,the designfor thislinkageis rather diffi…     

Combined Control Allocation and Sliding Mode Control in the Dynamic Control of a Vehicle with Eight In-Wheel Motors

An eight wheel independently driving steering (8WIDBS) electric vehicle is studied in this paper. The vehicle is equipped with eight in-wheel motors and a steer-by-wire system. A hierarchically coordinated vehicle dynamic control (HCVDC) system, including a high-level vehicle motion controller, a control allocation, an inverse tire model and a lower-level slip/slip angle controller, is proposed for the over-actuated vehicle system. The high-level sliding mode vehicle motion controller is designed to produce desired total forces and yaw moment, distributed to longitudinal and lateral forces of each tire by an advanced control allocation method. And the slip controller is designed to use a sliding mode control method to follow the desired slip ratios by manipulating the corresponding in-wheel motor torques. Evaluation of the overall system is accomplished by sine maneuver simulation. Simulation results confirm that the proposed control system can coordinate among the redundant and constrained actuators to achieve the vehicle dynamic control task and improve the vehicle stability.     

基于最优控制的三自由度四轮转向研究

建立四轮转向的三自由度模型,采用最优控制理论求得最优反馈增益矩阵,最后应用MATLAB/Simulink软件建立模型进行仿真;在前轮角阶跃输入下,与传统的前轮转向和比例控制的四轮转向车辆进行对比分析;结果表明,所建立的三自由度车辆模型的横摆角速度能够很快达到稳态值;质心侧偏角和侧倾角基本保持为零;降低了驾驶员的驾驶疲劳程度并且提高了行驶安全性和操纵稳定性。     

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.     

四轮独立驱动电动汽车动力学控制系统仿真

论述了四轮独立驱动系统作为汽车驱动系统的优势及在电动汽车上应用的技术潜力。比较了ICEV动力学控制系统与EV动力学控制系统的区别,提出了四轮独立驱动电动汽车的新动力学控制方法。该方法利用前轮转向角和车速的前馈控制与基于质心侧偏角和横摆角速度的误差反馈控制相结合来控制车辆运动状态,并通过最优控制的方法确定了反馈系数。建立了整车数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件生成系统的仿真模型,对所述控制系统进行了仿真研究。结果表明:前馈与反馈相结合的控制系统在各种路面条件下均可明显改善汽车的动力学性能。     

非道路车辆全向电动底盘四轮差速转向模型

提出的全向电动底盘可以实现四轮独立驱动和独立转向。在Akermann-Jeantand两轮转向模型的基础上,对全向电动底盘四轮差速转向数学模型进行了研究。建立了四轮差速转向过程中四个车轮之间的角度关系和速度关系,解决了全向电动底盘四轮差速控制过程中的关键问题。利用所建立的四轮差速转向数学模型可实现全向电动底盘的四轮差速转向控制。由四轮差速转向模型可以看出,四轮差速转向逆相控制模式可使转弯半径减小一半,这对于提高全向电动底盘的灵活性和操控性具有非常重要的意义。     

基于串级MPC和EPS的集成驾驶员转向车道线保持

针对电动助力转向( EPS)作为转向执行机构的车道线保持的控制系统设计及保留驾驶员对车辆操控问题,提出基于串级模型预测控制( MPC)和EPS集成驾驶员转向的车道线保持系统. 在车道线识别视觉系统空间,建立车道线保持状态空间模型,设计基于MPC的车道线保持控制器( LMPC) . 建立EPS状态空间模型,设计基于MPC的EPS车辆前轮转角控制器( EMPC) . LMPC与EMPC经逆转向机构模型组成串级控制结构. 分析驾驶员转向对车道线保持控制的影响,进而通过保留驾驶员对车辆控制来提高处理紧急事件的能力. 仿真结果表明:在不同车速和不同曲率道路下,该控制策略均能快速消除横向位置偏差和航向角偏差,保证车辆沿着车道线行驶,具有较好的适应性和鲁棒性. 驾驶员转向可以改善车道线保持和提高车辆主动安全性.     

侧向风干扰下的汽车主动前轮转向最优控制

侧向风对汽车行驶操纵稳定性有重要影响.通过分析侧向风干扰下车辆稳定性,提出基于主动前轮转向(active front wheel steering,AFS)的控制策略.AFS控制器采用线性二次型最优控制算法,以实现横摆角速度和质心侧偏角目标值跟踪.为了评价控制算法,基于MATLAB/Simulink和CarSim协同仿真环境建立整车动力学模型、单点预瞄驾驶员模型、控制器模型、道路和侧向风模型.仿真结果表明,AFS可有效提高车辆在侧向风干扰下的操纵稳定性,且控制算法对车速和路面附着系数具有良好的鲁棒性.     

基于深度学习的多模态多任务端到端自动驾驶研究

当前端到端自动驾驶系统的研究方法主要是采用图像或图像序列作为输入,使用卷积神经网络直接预测方向盘转角,取得了较好的效果,但仅通过转向命令并不足以完成自动驾驶车辆的控制。为了更好地实现对自动驾驶车辆的横纵向控制,构建基于端到端学习的CNN-LSTM（卷积神经网络-长短时记忆）多模态多任务神经网络模型,将图像、速度序列和方向盘转角序列作为输入,从而同时预测车辆的方向盘转角和速度值。在搭建的基于GTAV（Grand Theft Auto V, 侠盗猎车5）仿真平台数据集和真实场景数据集上进行实验和测试,实验结果表明模型能够较好地完成车道保持的驾驶行为和基本实现自动驾驶避障测试。