线控转向系统的转向盘力反馈控制策略研究

线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,因而可以根据车况主动提供路感,提高车辆的操纵稳定性.首先研究了转向刚度力矩、由侧向加速度确定的转向盘回正力矩、由轮胎回正力矩确定的转向盘回正力矩、转向阻尼力矩等进行转向盘力反馈的四种力矩.然后,研究了四种组合的转向盘力反馈控制策略及其进行双纽线试验、蛇行试验的性能.结果表明,调整各种力反馈方案的相应参数可以获得低速时的转向轻便性和高速时的良好路感.     

基于TMS320F2812的ABS轮角速度算法研究

在分析现有的轮速算法基础上,提出了轮速精度自适应算法,并利用TMS320F2812型DSP芯片进行系统开发,对各种算法进行比较,证明了该算法保持了高速时的精度及低速控制的实时性。     

表贴式永磁同步电机全速度范围无传感器控制

在永磁电机控制系统中编码器等位置传感器的使用增加了系统的复杂性,降低了系统的可靠性和适应性,因而无位置传感器控制方法被提出并得到了广泛的研究.现有的永磁同步电机无传感器控制方法主要进行零低速或中高速条件下转速的估计,缺少零低速向中高速平滑切换的方法研究,存在着适用转速范围有限等问题.利用脉振高频电压信号注入法进行零低速时转子的位置估计,利用模型参考自适应法进行中高速时的转速估计;提出了一种加权法在某一速度范围内将不同控制方法估计的转速进行平滑切换,得出切换区间内平滑的合成估计速度,从而实现表贴式永磁同步电机全速度范围的无传感器控制.对于某一表贴式永磁电机,应用Matlab/Simulink进行了永磁电机无传感器控制系统的仿真分析,仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

线控转向系统路感模拟控制研究

线控转向系统用总线技术取代了方向盘与转向轮之间的传统机械连接,驾驶员无法获得路面信息,需模拟产生路感;通过建立方向盘总成模型,将生物免疫原理与模糊理论应用到路感模拟控制策略中,设计模糊免疫PID控制器用于路感模拟;选取行驶工况为蛇行工况,以20km/h和100km/h作为低速和高速输入进行仿真;结果表明,采用模糊免疫PID控制器控制路感电机模拟产生的路感跟随目标路感力矩的效果更好,适应性更强。     

四轮转向半挂汽车列车行驶稳定性仿真研究

通过分析四轮转向(4WS)半挂汽车列车行驶性能,为在牵引车上采用4WS技术能提高整个汽车列车行驶稳定性提供依据.建立4WS半挂汽车列车简化三自由度单轨动力学模型,在小角度转向和直线行驶两种行驶工况下对操纵稳定性能进行时域仿真研究.理论分析和基于MATLAB的仿真研究表明,4WS技术能使车辆的横摆角速度等状态量保持较小数值.稳定性好.最后,与只有前轮转向(FWS)牵引车列车的稳定性能作对比分析,验证出4WS对列车的高速稳定性和低速机动性有明显的好处.     

四轮线控转向系统的转向控制策略研究

为了控制汽车的质心侧偏角,同时保持汽车的转向增益不变,研究了四轮线控转向系统的后轮转向控制策略和前轮转向控制策略.首先建立了四轮转向整车二自由度模型,然后基于稳态质心侧偏角为零得到两种后轮转向控制策略:与前轮转角成比例型和横摆角速度反馈型,前者不改变系统极点,后者改变系统极点.基于转向增益不随车速改变得到二者的前轮转向控制策略.仿真表明,提出的前轮转向控制策略可以保持固定转向增益,降低驾驶员负担;后轮转向控制策略可以实现零质心侧偏角稳态值,控制车辆姿态,改善操纵稳定性.     

LTE系统中速度估计新算法

在移动通信速度优化问题的研究中,终端速度的估计对长期演进(LTE)系统性能有重要的影响.针对传统信道自相关函数法在高速场景下应用受限的问题,提出了一种新的联合速度估计算法.上述算法在中速和低速场景下采用信道自相关函数法进行估计,在高速场景下采用频偏估计法进行估计,利用归一化接收功率标准差进行场景判断并在两种方法中切换,以提高速度估计精度.仿真结果表明,联合估计算法在低速、中速以及高速场景下均具有较高的估计精度,具有较好的应用价值.     

电动助力转向系统控制策略及其仿真研究

针对EPS电动助力转向系统低速时转向轻便性不够和高速时转向路感不强的特点,提出了一种结合相位超前补偿、惯性补偿电流和阻尼补偿电流等的复合控制策略.通过深入研究电动助力转向系统(EPS)的结构、工作原理及性能要求,建立了转矩传感器、输入转向轴、电机及输出轴的动力学模型,设计了助力系统复合控制策略,并将所设计的复合控制器在EPS台架系统中进行了多组仿真和试验.通过对试验数据和曲线进行详细分析,结果表明:提出的控制策略能够较好的实现EPS系统操纵性能要求,提高了系统的助力跟踪精度,满足了低速时转向轻便性和高速时转向路感强的要求,且全车速范围内操纵稳定性好,具有一定的理论价值和实用价值.     

重型车辆流量控制式ECHPS系统建模与仿真

关于车辆转向液压系统优化控制问题,针对重型商用车辆传统的具有固定助力特性的HPS系统存在的高速时转向操纵安全性差的问题,提出一种旁通流量控制式电控液压助力转向(ECHPS)系统,建立了ECHPS的机械和液压子系统模型及整车二自由度动力学模型。分析了转向系统可变助力特性的设计要求,建立了ECHPS助力特性MATLAB/Simulink仿真模型,通过仿真计算得到了ECHPS在不同车速下的转向助力特性曲线。仿真结果表明,所设计的ECHPS可变助力特性同时满足了低速时的转向轻便性要求和高速时的良好转向"路感"和操纵稳定性,并得到旁通流量与车速的关系曲线为设计ECHPS旁通流量阀开度的控制策略提供了基本依据。     

基于耗散性的过饱和十字路口信号灯控制

针对十字路口的过饱和情况,引入一种新颖的正定切换系统模型.基于正定切换系统的耗散性能分析,针对四相位十字路口,提出交通信号灯实时状态反馈控制策略.建立四相位离散时间切换系统模型,设计状态反馈控制器,并确定十字路口各个相位的绿灯时间,通过与经典饱和路口信号设计模型(bang-bang控制)对比的仿真研究表明,在缓解十字路口过饱和的问题上,状态反馈控制方法更有效.     

Mixed H∞ and passive control for linear switched systems via hybrid control approach

This paper investigates the mixed H_∞ and passive control problem for linear switched systems based on a hybrid control strategy. To solve this problem, first, a new performance index is proposed. This performance index can be viewed as the mixed weighted H_∞ and passivity performance. Then, the hybrid controllers are used to stabilise the switched systems. The hybrid controllers consist of dynamic output-feedback controllers for every subsystem and state updating controllers at the switching instant. The design of state updating controllers not only depends on the pre-switching subsystem and the post-switching subsystem, but also depends on the measurable output signal. The hybrid controllers proposed in this paper can include some existing ones as special cases. Combine the multiple Lyapunov functions approach with the average dwell time technique, new sufficient conditions are obtained. Under the new conditions, the closed-loop linear switched systems are globally uniformly asymptotically stable with a mixed H_∞ and passivity performance index. Moreover, the desired hybrid controllers can be constructed by solving a set of linear matrix inequalities. Finally, a numerical example and a practical example are given.     

具有不确定性的非线性切换系统的约束预测控制

针对一类具有不确定性和变量约束的非线性切换系统, 提出了一种基于Lyapunov函数的预测控制方法, 其中状态约束分为两种情况: 1)要求状态变量在所有时刻都满足约束(称为硬约束); 2)允许状态在某些时刻超出约束(称为软约束). 主要思想是: 对切换系统的每一个子系统, 在输入和状态均受约束的情况下, 设计基于Lyapunov函数的有界控制器和预测控制器, 在两者之间适当切换, 得到初始稳定区域的描述并使得子闭环系统保持稳定. 对整个切换系统, 设计适当的切换律以保证: 1)在切换时刻, 闭环系统的状态处在切入系统的稳定区域内; 2)切入模块的Lyapunov函数是非增的, 从而可保证稳定性. 在状态变量的约束是软约束时, 对每一子模块首先设计一个控制策略, 尽快将状态控制到初始稳定区域, 然后再利用稳定区域内的控制律使系统稳定.     

混合励磁电机系统输入输出解耦和线性化

讨论混合励磁电机系统的输入输出解耦和线性化问题.根据机电动力学原理,导出了混合励磁电机系统在与转子同步旋转的d-q坐标系中的动态方程.应用非线性系统几何理论,通过非线性状态反馈和坐标变换,实现了混合励磁电机系统的输入输出解耦控制和完全线性化.将原系统分解为3个线性子系统：d轴磁链子系统、q轴磁链子系统和转速子系统.仿真结果表明,基于输入输出线性化控制设计的混合励磁电机控制系统具有良好的动态性能.     

Decentralised energy-based hybrid control for the multi-RTAC system

The concept of decentralised energy-based hybrid control involves hybrid dynamic subcontrollers with discontinuous states that individually control each subsystem of a large interconnected dynamical system. Specifically, each subcontroller accumulates the emulated energy and when the states of the subcontroller coincide with a high emulated energy level, then we can reset these states to remove the emulated energy so that the emulated energy is not returned to the subsystem. The real physical energy of each subsystem in this case is constantly dissipated through the motion of the actuators due to the subcontroller state resettings. In this article, we experimentally implement the decentralised energy-based hybrid control framework on the multi-rotational/translational proof mass actuator (RTAC) system. We discuss the hardware used and the experimental testbed involving three RTAC carts connected by the springs. This testbed presents a unique experimental platform for studying benchmark problems in decentralised nonlinear control design. Finally, we present experimental results using decentralised energy-based hybrid controllers.     

Observer‐Based Reliable Control for Discrete‐Time Switched Linear Systems with Faulty Actuators

This paper deals with the issue of reliable control for discrete‐time switched linear systems with faulty actuators by utilizing a multiple Lyapunov functions method and estimate state‐dependent switching technique. A solvability condition for the reliable control problem is given in terms of matrix inequality with an extra matrix variable. This condition allows the reliable control problem for each individual subsystem to be unsolvable. For each subsystem of such a switched system, we design an observer and an observer‐based controller. A switching rule depending on the observer state is designed which, together with the controllers, can guarantee the stability of the closed‐loop switched system for all admissible actuator failures. The observers, controllers, and switching law are explicitly computed by solving linear matrix inequalities (LMIs). The proposed design method is illustrated by two numerical examples.     

小型开关磁阻风电系统优化仿真研究

研究风力发电系统优化问题,传统小型风力发电存在发电率低,稳定性差的缺陷。为解决上述问题,提出开关磁阻风力发电系统,开关磁阻发电机发出的直流电不经蓄电池,可直接由增加的两级式逆变器逆变成交流电,以减轻蓄电池的负担,优化发电系统。为简化逆变器的控制,开关磁阻发电机采用电压反馈控制以稳定输出电压,采用开关磁阻发电机非线性数学模型,给出其总体控制框图,分析两级式逆变器主电路拓扑结构及选取重要元件参数,建立由开关磁阻发电机和两级式逆变器组成的子系统模型,仿真结果表明,子系统静动态性能好,得到的交流电质量较好,并验证了方法的可行性,为优化风力发电提供了科学依据。     

An integrated state space partition and optimal control method of multi-model for nonlinear systems based on hybrid systems

Multilinear model approach turns out to be an ideal candidate for dealing with nonlinear systems control problem. However, how to identify the optimal active state subspace of each linear subsystem is an open problem due to that the closed-loop performance of nonlinear systems interacts with these subspaces ranges. In this paper, a new systematic method of integrated state space partition and optimal control of multi-model for nonlinear systems based on hybrid systems is initially proposed, which can deal with the state space partition and associated optimal control simultaneously and guarantee an overall performance of nonlinear systems consequently. The proposed method is based on the framework of hybrid systems which synthesizes the multilinear model, produced by nonlinear systems, in a unified criterion and poses a two-level structure. At the upper level, the active state subspace of each linear subsystem is determined under the optimal control index of a hybrid system over infinite horizon, which is executed off-line. At the low level, the optimal control is implemented online via solving the optimal control of hybrid system over finite horizon. The finite horizon optimal control problem is numerically computed by simultaneous method for speeding up computation. Meanwhile, the model mismatch produced by simultaneous method is avoided by using the strategy of receding-horizon. Simulations on CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) confirm that a superior performance can be obtained by using the presented method.     

一类不确定切换系统的容错控制与极点配置

分析一类非线性不确定切换系统的容错控制与基于状态反馈的极点配置。系统包含有界未知结构的不确定性和未知非线性项。在各子系统不稳定的前提下,设计切换系统的状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,保证在任意切换下不确定系统在传感器和执行器同时失效情况下具有鲁棒容错控制性能的充分条件。在此基础上研究该系统的极点配置在左半复平面选定圆域内以理想速度渐近衰减。文中得到了容错控制切换系统可状态反馈镇定的充分条件,然后用易于求解的线性矩阵不等式形式给出结果,最后通过仿真验证所设计的切换系统的极点配置在圆域内,在状态反馈控制器下渐近稳定。     

基于PXI总线的低速风洞模型姿态控制系统

主要介绍了一种低速风洞模型姿态控制系统的组成。针对姿态控制系统各子系统的特点，详细介绍了基于PXI总线各子系统的组成和技术指标，并简要说明了系统中的干扰及抑制措施。     

线性混合系统的可观性分析

线性混合系统的控制输入(包括离散控制和连续控制)会影响混合系统的状态可观性．混合系统的可观性包括初始的离散状态和连续状态，以及离散状态的切换时间．对此．分析了系统的控制输入对线性混合系统状态(主要是离散状态)的影响，并论述这将有助于改善某些线性混合系统状态的可观性．通过分析给出了在这种情形下比较宽松的线性混合系统状态可观性条件及其秩检验条件，并给出说明性示例．