模糊PID在轮式机器人转向控制中的应用

针对电子差速控制器在使用时对直流无刷电机的转速精度控制不高、轮式机器人转向时的稳定性差等问题,提出一种基于模糊PID的电子差速控制策略,结合轮式机器人转向时转速的偏差和偏差的导数进行在线调节PID参数。对于模糊PID的电子差速控制系统,先设计出符合轮式机器人转向时控制系统的控制规则,再应用Matlab/Simulink对设计的系统进行电机转速、转矩波形的仿真。仿真结果表明,所设计的系统相比于传统PID控制系统具有更高的精度以及更快的动态响应,能保证轮式移动机器人在转向状态下的平稳性。     

低速四轮毂电动汽车电子差速控制仿真

汽车电动化是汽车发展的必然趋势,轮毂电机驱动电动汽车作为纯电动汽车的杰出代表,而电子差速控制系统是轮毂电机驱动电动汽车的基本配置之一.针对低速四轮毂电动汽车,对其电子差速控制系统进行了研究,提出了一种基于转速和滑移率联合控制的电子差速控制策略,通过Ackermann jeantand转向模型计算车轮参考转速,利用逻辑门限值的方法对车轮滑移率进行控制,进而得到车轮的目标转速.建立"魔术公式"轮胎动力学模型得到了车轮的最佳滑移率,然后建立Ackermann jeantand转向模型,利用该模型计算出车辆转弯时四个车轮的参考转速,设计了电子差速控制系统,仿真结果表明该控制系统可有效的实现差速转向,并且使车轮的滑移率控制在0～14%.     

电动轮驱动汽车电子差速控制策略及仿真

分析了目前实现电动轮驱动汽车电子差速控制的方法,对汽车差速问题的产生原因进行了分析,并指出通过对驱动电机采用转速控制模式实现电子差速控制的不足。通过分析电动轮驱动系统的受力提出对驱动电机按转矩模式控制从而实现汽车自适应差速性能的策略,利用所开发的电动轮驱动汽车仿真软件对采用该控制策略控制电机转矩的电动轮汽车的差速性能进行了多工况的仿真,结果表明汽车可在各种工况下实现自适应差速。     

永磁同步电动机直接转矩控制系统仿真

以永磁同步直线电动机为例，详细介绍了永磁同步直线电动机数学模型并建立了直接转矩控制系统框图，在此基础上对系统关键环节进行了详细的分析，并将模糊控制理论应用于系统中，通过采用模糊控制器来修正传统直接转矩控制中的转矩调节器和磁链调节器，以进一步提高系统的动态性能、稳态性能和鲁棒性，实现转矩的快速调节.并采用MATLAB/SIMULINK对模型进行仿真，仿真结果表明了此模型的正确性，表明了基于模糊控制的直接转矩控制策略具有优良的控制性能.     

考虑侧倾运动的电动汽车电子差速控制

基于车辆侧倾运动动力学分析,提出考虑车辆侧倾运动的电动汽车(EV)电子差速控制策略.以自主开发的后轮独立驱动电动汽车为研究对象,在CarSim中建立车辆模型,在Matlab/Simulink中建立电子差速控制模块、滑转率计算观测模块等,进行联合仿真.通过转弯工况仿真测试,验证提出的电子差速控制策略能实现差力和差速功能.在移线工况和横向坡度工况中,与不考虑侧倾运动的电子差速控制策略进行对比仿真试验.仿真结果表明:提出的电子差速控制策略能更好地根据实际工况分配左、右轮驱动转矩,降低车轮的滑转率.通过实车测试进一步验证该策略的有效性.     

基于转向盘转动速度变转矩控制的电动助力转向系统

进行了电动助力转向控制系统控制策略的理论分析.提出了基本助力控制算法及实现方法.确定了曲线性转矩助力特性,依据转向盘转动速度选择控制逻辑.目标转矩的控制采用专家PID调节器,使转矩调节更平稳,能有效地提高电机响应速度,使电机跟随性更好.仿真结果表明:控制策略在实际系统应用中具有良好效果,达到了系统的控制要求.     

双电机独立驱动电动三轮车辆软硬件设计

为实现电动三轮车的双电机独立驱动差速控制,设计了由软件和硬件组成的差速控制系统.首先,介绍控制系统的结构和差速控制逻辑;然后,根据系统的控制要求设计控制器硬件,包括硬件框图和各个模块的说明;在硬件设计的基础上,采用基于附着系数相等的差速控制策略,并通过软件代码编写进行实现,使用流程图等进行表述;最后,通过搭建出的试验平台,验证所设计的控制器能否达到预期的控制要求.实车试验后的结果表明:应用该试验平台能够起到按照既定的差速控制策略实现电子差速的功能,该试验平台是可靠、有效的.     

基于Buck电路的矩阵变换器风机直接转矩控制

针对恒速恒频风力发电机控制困难和易受电网谐波影响的问题,提出了一种基于Buck电路的矩阵变换器的风机直接转矩控制方法.利用Buck电路简化传统的三相-三相矩阵变换器控制策略来构造三相-单相矩阵变换器,将该矩阵变换器应用到永磁直驱风力发电机的直接转矩控制系统中,并使用反馈线性化法来简化系统的控制策略.利用Matlab软件的仿真测试结果表明,所设计的矩阵式变换器能显著提高系统的动态响应性能,且提出的控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性.     

基于滑模变结构永磁同步电机的直接转矩控制

采用传统的直接转矩控制策略时,电机电磁转矩和磁链脉动较大,并且逆变器开关频率不恒定.为解决该问题,将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制系统中,应用Matlab/Simulink对其进行仿真研究,并且实现了基于TMS320LF2407滑模变结构永磁同步电机的直接转矩控制,并对控制系统动、静态性能与传统直接转矩控制进行了对比研究.仿真和实验结果表明：与传统直接转矩控制相比较,滑模变结构直接转矩控制系统中定子磁链和电磁转矩脉动大幅度降低,而动态响应速度基本相同,逆变器开关频率恒定.     

电动助力转向系统转矩控制策略

对电动助力转向控制系统的综合控制策略进行了理论分析,依据控制时机选择控制模式来确定目标转矩,从而实现转向控制.为改善汽车转向轻便性和路感,设计了在无角度传感器的情况下以转向盘转矩为控制目标的电动助力转向系统.在分析电动助力转向系统数学模型的基础上,建立了基于Simulink的电动助力转向系统仿真模型,进行了仿真分析.仿真结果表明:所设计的电动助力转向系统,在改善转向轻便性和路感的同时,控制性能不受系统参数变化的影响,具有稳定的转向盘转矩特性;目标转矩的控制采用PID调节器,应用力矩传感器检测转矩和电机作用转矩来估算转向盘角度,不同的转向盘角度采用不同的助力比,更符合驾驶员的驾驶习惯,使转矩调节更平稳.     

深度混合动力电动汽车牵引力控制方法

提出了基于深度混合动力电动汽车的牵引力分层控制方法。上层控制中提出了基于动态滑模的驱动轮目标驱动力矩制定策略;下层控制中提出了电机转矩单独控制策略、基于转矩动态协调的发动机电机协调控制策略以及工况识别逻辑。最后开发了仿真和硬件在环试验平台,结果表明,本文方法能够快速、准确、平稳地实现对打滑车轮的控制,改善了深度混合动力汽车的起步性能、加速性能以及稳定性能。     

用于电动轮驱动汽车的差动助力转向

根据电动轮汽车的各轮独立驱动特点,提出一种针对电动轮汽车的新型助力转向方式。着重讨论了差动助力转向的基本原理和可行性。应用Matlab及Simulink建立了整车和转向系模型,给出了目标扭矩分配的特性曲线及左右转向轮的扭矩输出的控制算法,并进行了仿真验证。结果表明:对于电动轮驱动汽车,所提出的差动助力转向方法满足了转向轻便和驾驶路感要求,可以在保留传统机械转向系的前提下,成功应用于四轮独立驱动的电动汽车,提高电动轮汽车整车性能优势并降低成本。     

基于自适应快速终端滑模的车轮滑移率跟踪控制

针对汽车对连续、快速和稳定的车轮滑移率跟踪控制的需求,提出基于自适应快速终端滑模的车轮滑移率跟踪控制策略. 基于Burckhardt轮胎模型建立车轮滑移率跟踪控制模型,将模型简化过程中的不确定性考虑成复合干扰项,将轮胎侧向力对纵向力的影响考虑成未知参数. 利用双曲正切函数和终端吸引因子设计改进的跟踪微分器,平滑车轮滑移率跟踪误差和估计车轮滑移率跟踪误差的一阶导数. 以车轮滑移率跟踪控制模型和改进的跟踪微分器输出为基础,基于自适应快速终端滑模控制理论,设计对复合干扰项具有强鲁棒性的车轮滑移率跟踪控制律;基于投影算子理论设计自适应律来实时补偿未知参数,利用LaSalle不变性原理证明了闭环系统的渐近稳定性. 利用车辆动力学软件仿真验证提出的控制律的可行性和有效性. 结果表明,提出的车轮滑移率跟踪控制策略具有精度高和鲁棒性强的优点.     

电动轮驱动汽车的最佳车轮滑移率实时识别

根据汽车轮胎与路面的附着特性及电动轮驱动系统的特点,提出了电动轮汽车驱动轮对应最大附着系数的滑移率实时识别方法。该方法利用包括车轮驱动转矩和转速在内的车轮动力学参数表达轮胎与路面之间的附着特性。通过计算其导数变化来检测车轮滑转状态,从而获得最大附着系数所对应的滑移率。通过仿真及实车试验对本文方法进行了验证,结果表明其可实时准确地判断车轮是否打滑,并输出最佳滑移率及最大附着系数。     

基于改进切换函数的电动轮汽车ABS滑模控制

虽然滑模变结构控制策略的快速性和鲁棒性能够满足紧急制动时车辆的控制要求,但控制器的切换作用使系统出现奇异点,为最佳滑移率的在线辨识带来了困难.针对这一问题,提出一种改进切换函数的滑模变结构控制策略,利用车轮工作状态与滑移率变化趋势之间的关系,动态优化控制器的切换函数,使滑模面逼近最佳滑移率.仿真结果以及硬件在环实验表明,该方案可有效提高车辆的制动性能,并对路面变化引起的严重非线性具有良好的自适应能力.     

插电式混合动力整车能量管理控制策略

针对插电式混合动力整车能量管理的经济性及动力性要求较高的问题,提出了插电式混合动力整车能量管理控制策略.设计了整车能量管理策略总体方案,分析了车辆行驶里程对插电式混合动力汽车燃油经济性的影响,同时还设计了行驶里程自适应的辅助能量管理控制策略.结果表明:该整车能量管理策略能够根据道路和车辆信息,合理地选择当前最合适的工作模式,可以更加合理地分配从电网充入的电能,提高整车的燃油经济性.     

四轮驱动混合动力电动汽车牵引力控制仿真

设计了四轮驱动混合动力电动汽车的构型,并根据其驱动特性制定了牵引力控制方式和协调控制策略,最后运用Matlab/Simulink对附着系数左右分离的特殊路面进行起步与全负荷加速仿真。仿真结果表明,四轮驱动混合动力电动汽车在牵引力控制系统作用下,其驱动性能得到明显的改善,且各控制器亦能根据不同路面和行车工况进行适当调节,保证了四轮驱动混合动力电动汽车的起步加速性、通过性和车身稳定性。     

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.     

四轮独立驱动电动汽车再生制动控制策略

为了提高四轮轮毂电机驱动的电动汽车续航里程,提出了综合考虑理想制动力分配和电机工作特性的再生制动控制策略。通过分析传统汽车理想制动力分配策略,综合考虑电机发电工作特性,在保证整车制动性能的基础上,通过减少机械制动的参与使整车前后轴电机均处于更好的发电状态,从而在保证整车制动效能的同时,回收更多的制动能量。通过CarSim和Matlab/Simulink商用软件联合仿真对提出的控制策略进行了仿真验证。仿真结果表明:该控制策略能够通过有效地分配前后轴电机制动力和机械制动力,从而获得较好的制动能量回收效果。     

Efficient coordinated control of regenerative braking with pneumatic anti-lock braking for hybrid electric vehicle

Urban bus has to start and stop frequently due to typical urban traffic conditions, which, however, can be put to good use by regenerative braking. Regenerative braking is a key technology which not only improves vehicle’s fuel economy in mild braking, but also ensures vehicle safety in emergency braking conditions. Because of the inherent limitations of traditional braking system in recycling energy, it is necessary to change its structure to decouple the brake pressure and the brake pedal force. To solve this problem, a compromise design combining traditional pneumatic braking system with brake-by-wire (BBW) system is adopted in this paper on parallel hybrid electric bus. With the transformed braking system, an efficient coordinated control strategy is proposed to solve the problem caused by the different response speeds of pneumatic braking and regenerative braking. The proposed control strategy is carried out, where the road condition varies and different control methods are adopted. Results show that the adopted braking system and the proposed coordinated control strategy are suitable for different roads, and effective in recovering energy and ensuring vehicle safety. At the same time, shorter braking distance and better control of slip ratio verify the performance of MPC compared with a logical threshold-based control. Therefore, this study may offer a useful theoretical reference to the choice of braking system and braking control strategy design in hybrid electric vehicle (HEV).