汽车转向/防抱死制动协同控制

为了解决汽车转向过程中防抱死制动稳定性问题,提出一种新的协同控制系统.该协同控制结构由转向控制器和制动控制器组成.在转向控制中设计滑模鲁棒自适应控制器和横摆力矩控制器力求改善汽车动态响应,鲁棒自适应性和稳定性.此外定义协同误差,建立汽车协同误差模型并设计汽车防抱死制动鲁棒自适应控制系统.为了减少转向系统和制动系统之间的补偿控制律难以确定的困难,提出耦合误差补偿原理与同一给定控制相结合的新的耦合控制策略.最后用仿真结果验证所设计控制算法的有效性.     

汽车转向/防抱死制动系统的无模型协同控制

汽车制动系统和转向系统相互之间存在着复杂的耦合关系,会对汽车行驶安全性和操纵稳定性造成极大的影响。为了动态补偿这种干扰影响,以无模型控制方法设计汽车整车防抱死制动控制器、整车前轮主动转向控制器及转向系统和制动系统的协同控制器,从理论上证明了设计的无模型控制系统的稳定性。最后,在MATLAB/Simulink平台上搭建了车辆模型和控制器,进行汽车转向制动控制的动态性能仿真。仿真结果表明其解决了汽车两个系统的耦合干扰,提高了汽车制动效能和转向稳定性。     

汽车转向/防抱死制动系统的非线性鲁棒协调控制

针对汽车转向系统和防抱死制动系统的协调控制问题,提出一种新的非线性鲁棒协调控制系统.该控制结构由转向控制器和制动控制器组成.为了改善整个系统的鲁棒性和协调性,根据汽车转向和制动非线性综合模型,基于Hamilton函数方法设计了汽车非线性鲁棒协调控制器.该控制器通过预置状态反馈完成系统的耗散Hamilton函数实现.设计了适用于复杂工况的制动力分配策略.仿真结果验证了所设计控制算法的稳定性和有效性.     

电动车制动防抱死自适应鲁棒控制系统

为了改善电动车的可操作性和稳定性,本文进行电动车制动防抱死控制系统的研究.首先针对汽车纵向四轮模型,设计自适应鲁棒控制器.所提出的自适应控制器和自适应鲁棒控制律不仅保证了闭环系统的稳定性,而且实现了所期望的性能.然后通过试验结果证明了控制算法的有效性.尽管道路条件的变化不同,电动车制动防抱死控制系统表现出满意的控制性能.     

自适应鲁棒控制器设计新方法在电液伺服系统中的应用

提出了一种自适应鲁棒控制器设计新方法, 并运用在阀控缸电液位置伺服系统中.首先, 将含有确定、不确定、已知、未知、线性和非线性项的电液伺服系统进行完整地数学建模, 以状态空间的形式表出.然后利用本文所提的新方法设计自适应鲁棒控制器和相应的自适应律来处理所建模型中的各项元素.该控制器通过设计一个带有虚拟控制量的控制状态空间表达式并结合状态观测器来获得.设计合适的虚拟控制量, 可在任意给定条件下, 使所有的系统状态都收敛到所设计的理想状态.接着设计李亚普诺夫函数来证明闭环系统的稳定性.最后建立硬件实验平台与经典自适应鲁棒控制方法进行对比实验验证此自适应鲁棒控制器设计新方法的有效性和优势.     

空间绳系机器人目标抓捕鲁棒自适应控制器设计

针对空间绳系机器人（Tethered space robot,TSR）目标抓捕过程中的稳定控制问题,建立空间绳系机器人系统模型,根据阻抗控制原理,设计基于位置的阻抗控制方法;针对空间绳系机器人系统的模型不确定性问题,利用神经网络对不确定性进行估计补偿,设计鲁棒项对空间系绳干扰和神经网络估计误差的影响进行抑制,在此基础上设计空间绳系机器人目标抓捕鲁棒自适应稳定控制器,并进行稳定性证明.最后对设计的控制器进行仿真验证.作为对比,对无鲁棒项自适应的稳定控制器进行仿真.仿真结果表明,设计的基于阻抗控制的鲁棒自适应控制可以实现对空间绳系机器人目标抓捕过程中的稳定控制,与无鲁棒项自适应的稳定控制器仿真结果相比,本文采用的鲁棒自适应控制方法可以有效地对不确定性进行补偿,控制过程中超调量更小,收敛时间更短,并且控制精度更高.     

不匹配不确定线性时滞系统的鲁棒自适应控制

对一类同时具有匹配不确定性及结构确定不匹配不确定性的不确定时滞系统进行鲁棒自适应控制。首先,采用李雅谱诺夫函数方法,结合基于线性矩阵不等式的鲁棒控制器设计方法和变结构控制方法,设计鲁棒控制器,保证闭环系统的二次渐近稳定。利用自适应参数估计方法,设计具有匹配不确定性范数界估计能力的鲁棒自适应控制器,保证闭环系统的一致终结有界。结合算例,进行控制器的设计和仿真研究,验证所提出的设计方法的有效性。     

一类不确定线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类同时具有匹配不确定性和不匹配政治面目 确定性的线性系统,首先采用李雅普诺夫稳定性定理,结合基于矩阵不等式的鲁棒控制器设计方法和变结构控制方法,设计鲁棒控制器,使得闭环系统是二次渐近稳定的,然后,利用自适应参数估计方法,设计具有匹配不确定性范数界估计能力的鲁棒自适应控制器,保证闭环系统的一致终结有界,在此基础上,进一步考虑系统中可能的未知不确定性,分析闭环系统的鲁棒性,并得到了相应的控制器设计方法。     

具有降阶模型的多模型鲁棒自适应控制

传统鲁棒自适应控制由于考虑了实际系统存在的不确定性,在一定程度上扩大了常规自适应控制的应用范围,但是传统鲁棒自适应控制大多只是从系统全局稳定性的角度出发来设计控制器而忽略系统动态和稳态性能,导致其无法在工况多变的实际被控系统中取得令人满意的效果。针对传统鲁棒自适应控制的不足,本文对由ARMA模型描述并包含未建模动态的系统设计了多模型鲁棒自适应控制器。首先采用正则化技术将系统未建模动态转化为系统有界扰动,并在系统降阶模型的基础上根据系统工况的变化设计了多个固定控制器和2个鲁棒自适应控制器,并根据性能指标函数选择最佳控制器作为当前系统控制器以提高系统性能。仿真实验说明当系统存在未建模动态以及系统工况发生变化时,本文设计的控制器能获得较好的控制效果。     

时延MPC自主车辆协同控制算法与仿真

协同自适应巡航控制（CACC）系统中车辆纵向运动的上下位分层控制器结构,上位控制器采用状态空间模型预测控制算法,利用期望距离以及车辆与环境的实时信息决策出被控车辆运动的期望加速度。下位控制器根据期望加速度,求解发动机节气门开度或制动压力。车辆的执行器时延会对系统的稳定性产生很大的影响。根据动态矩阵控制算法对纯滞后对象的补偿作用,提出一种改进的模型预测控制算法,并与PID控制算法（下位控制器）相结合形成自主车辆纵向运动的上下位分层控制器,以补偿车辆的执行器时延带来的影响。通过SIMULINK/CARSIM联合仿真平台对所设计的算法进行了仿真研究,仿真结果表明所设计算法减小了CACC系统车辆在跟随过程中的速度跟踪误差以及间距误差,提高了系统的稳定性法。     

汽车转向防抱死制动控制系统研究

为了研究解决车辆转向过程中防抱死制动稳定性问题,设计了一种由执行级、协调级组成的分层控制系统,在执行级,设计了基于遗传算法的汽车ABS最优滑模控制器;设计了基于遗传算法的汽车转向滑模控制器。在协调级,针对制动和转向两个子系统提出协调控制方案,给出具体协调策略。用仿真结果验证所设计控制算法的稳定性和有效性。     

Motion Control of a 6WD/6WS wheeled platform with in-wheel motors to improve its maneuverability

Multi-axle driving mobile platform that are favored in special environments require high driving performance, steering performance, and stability. Among these, six wheel drive and six wheel steering vehicles hereinafter called 6WD/6WS, gain structural safety by distributing the load and reducing the pitching motion during rapid acceleration and braking. 6WD/6WS mobile platforms are favorable for military use, particularly in off-road operations because of their high maneuverability and mobility on extreme terrains and obstacles. 6WD vehicles that use in-wheel motors can generate independent wheel torque without a need for additional hardware. Conventional vehicles, however, cannot generate an opposite driving force on wheels on both sides. In an independent steering and driving system six-wheel vehicles show better performance than conventional vehicles. This paper discusses the improvement of the cornering performance and maneuverability of 6WD/6WS mobile platform using independent wheel torque and independent steering on each wheel. 6WD/6WS vehicles fundamentally have satisfactory maneuverability under low speed, and sufficient stability at high speed. Consequently, there should be a control strategy for improving their cornering performance using the optimum tire forces that satisfy the driver’s command and minimize energy consumption. From the driver’s commands (i.e., the steering angle and accelerator/brake pedal stroke), the desired yaw moment with virtual steering, desired lateral force, and desired longitudinal force are obtained. These three values are distributed to each wheel as torque and steering angle, based on the optimum tire force distribution method. The optimum tire force distribution method finds the longitudinal/lateral tire forces of each wheel that minimize cost function, which is the sum of the normalized tire forces. This paper describes a 6WS/6WD vehicle with improved cornering performance and the results are validated through TruckSim simulations.

     

Disturbance Observer Based Control for Four Wheel Steering Vehicles With Model Reference

This paper presents a disturbance observer based control strategy for four wheel steering systems in order to improve vehicle handling stability. By combination of feedforward control and feedback control, the front and rear wheel steering angles are controlled simultaneously to follow both the desired sideslip angle and the yaw rate of the reference vehicle model. A nonlinear three degree-of-freedom four wheel steering vehicle model containing lateral, yaw and roll motions is built up, which also takes the dynamic effects of crosswind into consideration. The disturbance observer based control method is provided to cope with ignored nonlinear dynamics and to handle exogenous disturbances. Finally, a simulation experiment is carried out, which shows that the proposed four wheel steering vehicle can guarantee handling stability and present strong robustness against external disturbances.      

电动汽车低速电气制动防抱死功能的研究

研究电动汽车制动防抱死功能优化问题,电动汽车在冰雪路面上进行纯再生制动时,驱动轮极有可能抱死,从而造成车辆操纵稳定性下降。为解决上述问题,根据驱动电机在基速以下的调速特性,提出了调压调速型电气ABS模型。以单轮电动汽车模型为研究对象,设计了以车轮滑移率为控制目标的滑动模式防滑控制器。在Matlab/Simulink环境下建立了电气ABS仿真模型,仿真结果表明所建模型具有良好的稳定性;同时表明制动过程由初期的反接制动、为主体的中期再生制动及后期的反接制动构成;且制动精度明显高于传统ABS。研究结果对电动汽车再生制动系统的设计具有一定的参考价值。     

采用2-自由度调节器结构的制动方向稳定性控制算法

结合直接横摆力矩控制和主动前轮转向控制,设计了一种提高制动方向稳定性的复合控制系统.控制器采用2-自由度调节器结构,将前轮转向角视为输入,将作用于车身的外部侧向干扰力视为扰动,通过2-自由度调节器将转向跟随控制和抗扰控制分离,并对制动控制参数进行了优化.文章对有转向输入和路面突变情况下的控制器控制性能进行了仿真研究,并与无方向稳定控制的仿真结果进行了对比.仿真试验证实这种控制方法在提高车辆制动稳定性方面有良好的效果.     

Integrated control design for driver assistance systems based on LPV methods

The paper proposes a control design method for a driver assistance system. In the operation of the system, a predefined trajectory required by the driver with a steering command is followed. During manoeuvres the control system generates differential brake moment and the auxiliary front-wheel steering angle and changes the camber angles of the wheels in order to improve the tracking of the road trajectory. The performance specifications are guaranteed by the local controllers, i.e. the brake, the steering, and the suspension systems, while the coordination of these components is provided by the supervisor. The advantage of this architecture is that local controllers are designed independently, which is ensured by the fact that the monitoring signals are taken into consideration in the formalisation of their performance specifications. The fault-tolerant control can be achieved by incorporating the detected fault signals in their performance specifications. The control system also uses a driver model, with which the reference signal can be generated. In the control design, the parameter-dependent linear parameter-varyingmethod, which meets the performance specifications, is used. The operation of the control system is illustrated through different normal and emergency vehicle manoeuvres with a high-accuracy simulation software.