四轮独立转向/独立电驱动汽车四轮转向与横摆力矩集成控制研究

四轮独立转向/独立电驱动汽车具有四轮转角、四轮驱动力矩独立可控的优势,易于实现整车集成控制,针对其驱动转向集成控制问题,论文研究了四轮转向与横摆力矩的集成控制方法。采用比例四轮转向控制方法,建立二自由度参考模型,应用最优控制理论设计了四轮转向与横摆力矩集成控制器,通过对后轮附加转角控制和驱动力矩合理分配提高汽车操纵稳定性。应用CarSim与Matlab/Simulink搭建了整车模型、编写了控制程序,选取紧急避障双移线工况进行了仿真试验验证。试验结果表明研究的四轮独立转向/独立电驱动汽车集成控制方法能够保证汽车在紧急转向工况下具有良好的操纵稳定性。     

一种混合动力总成及其模式切换策略的研究

为顺应绿色能源、低碳环保的新能源汽车发展潮流,提出一种针对太阳能主流乘用车的全自动一体化混合动力总成设计.其采用单轴并联式混合动力系统结构,通过一体化的燃油发动机——电动/发电机减小动力总成的整体尺寸.同时,针对混合动力汽车在加速运行情况下,引入发动机驱动而造成的整车冲击问题,提出了一种基于"PID+Bang-Bang控制"的发动机和电动机转速差跟踪控制策略.实验仿真证明,所提模式切换策略可以有效地提升整车运行的平顺性.     

辅助混合动力汽车辅助动力控制系统的研究

对辅助混合动力汽车进行了技术研究,详细介绍了其系统构成和三种工作模式.为了实现辅助动力系统和整车高效运转,开发了辅助动力控制系统,重点介绍了辅助动力控制系统的控制策略和功能实现.辅助动力系统采用开关式控制策略,发动机采用恒转速控制.最后实验结果表明辅助动力系统可以实现对车载能源的高效补充,混合驱动模式下行驶里程比纯电动模式提高约10%.     

汽车ABS/ASR/ESP集成控制策略研究

在对整车及轮胎受力分析的基础上,基于某轿车建立了9自由度整车动力学模型、发动机模型、车轮模型、传动系模型等,根据仿真模型和车辆系统动力学知识对汽车ABS/ASR/ESP集成控制系统中各子系统的触发条件进行了研究,并对ABS/ASR/ESP集成控制策略进行了探讨,确定了集成控制系统在制动工况和驱动工况下统一的控制策略。在MATLAB/Simulink环境下实现车辆ABS/ASR/ESP的集成控制,并通过各个工况的仿真验证了集成控制策略的有效性和集成控制的优势。     

电传动推土机双侧驱动转速控制策略

为了解决双电机独立驱动的电传动履带推土机的直线行驶和转向的控制问题,提出了基于转速调节的控制策略,该控制策略将驾驶员输入信号解释为电机的目标转速,控制量为两侧电机的目标转速。首先建立了电机驱动系统数学模型和整车动力系统的数学模型,然后基于Matlab/Stateflow建立了控制策略,接着利用Matlab/Simulink建立了包括推土机输入模块、控制策略模块、电机驱动系统模块、整车动力学模块的双电机独立驱动系统的仿真平台。最后在仿真平台和试验台架上进行了验证。实验结果表明:基于转速调节的控制策略是一种有效的控制策略。     

多轴轮毂式电动汽车实验台设计与实验

轮毂电机驱动式电动汽车是一种新的电动汽车型式,对其驱动控制系统的研究是纯电动汽车研究的一各重要方向。为研究轮毂式多轴驱动电动汽车的驱动控制策略,设计了一套动力总成试验台架的硬件及基于TTC200的监测系统,并基于此平台开发多轴电动车的动力系统。利用该平台对轮毂电机的运行特性和整车驱动控制策略进行了一系列实验。提出了基于Ackerman转向模型的差速控制策略,并使用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,试验台架进行了验证。试验表明该实验台架能很好地满足实验的要求,为轮毂电机性能和整车控制策略的研究提供试验保证,为将来整车的研发工作奠定了实验基础。     

电动轮驱动汽车空间稳定性底盘协同控制

电动轮驱动汽车可以独立控制各车轮驱/制动力矩,并能够通过驱动、制动、转向和悬架系统的协同显著提升线控底盘的动力学控制能力,但车辆各子系统控制功能的简单叠加无法发挥整车控制能力。为改善线控底盘的整车稳定性控制效果,提出综合前轮主动转向、四轮差动驱动和悬架主动调控的空间稳定性协同控制方法。搭建整车动力学仿真平台,分析车辆失稳过程特征;构建底盘协同控制架构,计算出车辆状态期望值及主动悬架介入条件,设计出前轮主动转向和四轮差动驱动直接横摆力矩控制权重分配方法;设计出基于模型预测控制的前轮主动转向控制器、基于滑模变结构控制的直接横摆力矩控制器及基于非奇异终端滑模控制的主动悬架控制器并完成了仿真验证。研究表明,提出的底盘协同控制方法在不同附着条件路面上均能保证车辆安全、稳定行驶,所完成研究为线控底盘集成控制策略开发提供了新思路。     

基于深度强化学习的混合动力汽车智能跟车控制与能量管理策略研究

以研究智能混合动力汽车控制技术与深度强化学习算法为目标,首先,在两辆混合动力汽车的跟驰环境中,针对领航车提出一种基于深度值网络算法的能量管理策略,实现深度强化学习对发动机与机械式无级变速器的多目标协同控制;其次,针对跟随车建立基于深度强化学习的分层控制模型,实现面向智能混合动力汽车的上层跟车控制与下层能量管理;最后,仿真验证分层控制模型的有效性。结果表明,基于深度强化学习的跟车控制策略具有理想的跟踪性能;同时,基于深度强化学习的能量管理策略在领航车与跟随车中均实现了较好的燃油经济性;此外,基于深度强化学习的能量管理策略输出每组控制动作的平均时间为1.66 ms,保证了实时应用的潜力。     

纯电动汽车整车控制策略及其开发流程

纯电动汽车是新能源汽车的主要组成部分之一,代表着汽车未来发展的趋势。整车控制策略是电动汽车各个子系统的调控中心,协调管理整车的运行状态,也是电动汽车的核心技术之一。纯电动整车控制策略主要功能包括;驾驶员意图解析、整车状态信息收集、整车扭矩控制管理、整车能量分配管理、整车工作模式管理、整车故障诊断等功能。论文论证了电动汽车的基本的控制策略,并传述了电动汽车控制策略开发的方法及流程,为汽车工程技术人员电动汽车控制策略开发提供借鉴。     

氢能燃料电池汽车将成重要发展方向

<正>科技部部长万钢近日表示,在未来车用能源中,氢燃料与电力将并存互补,共同支撑新能源汽车产业发展,氢能燃料电池目前在寿命、可靠性、使用性能上基本达到车辆使用要求。据介绍,我国已初步掌握了燃料电池关键材料、电堆、动力系统、整车集成和氢能基础设施的核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台,实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。     

汽车转向的力输入控制与角输入控制及其对驾驶员—汽车闭环系统的影响

讨论两种与不同驾驶员转向控制策略相应的人－车才环系统的运动特征。在描述驾驶员操纵汽车时可以认为驾驶员有两种操纵方式，即通过给转向盘施加转向力矩或通过使转盘转地定定角度来实施其转向策略，分别称这两控制方式为力输入控制与角输出控制。仿真计算表明，当不足转向度小的汽车高速行驶时，驾驶员采用力输入控制策略具有更小的跟随误差，在力输入控制下，驾驶员校正参数的变化范围也比采用角输入控制策略的小得多，这说明力输     

四轮轮毂电机驱动智能电动汽车转向失效容错控制研究

四轮轮毂电机驱动电动汽车各轮驱动力矩独立可控,可通过控制前轴左右两轮的力矩差实现前轮转向。以四轮轮毂电机驱动智能电动汽车为研究对象,针对线控转向系统执行机构失效时的轨迹跟踪和横摆稳定性协同控制问题,提出一种基于差动转向与直接横摆力矩协同的容错控制方法。该方法采用分层控制架构,上层控制器首先基于时变线性模型预测控制方法求解期望前轮转角和附加横摆力矩,然后考虑转向执行机构建模不确定性以及路面干扰,设计基于滑模变结构控制的前轮转角跟踪控制策略。下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标,利用有效集法实现四轮转矩优化分配。最后,分别在高速换道和双移线工况下仿真验证了该控制方法的有效性和实时性。     

基于线控电动汽车的驱动转向 一体化控制器研究

Aiming at the problem that recently both the driving strategy for the motor in wheel and steering strategy for the electric vehicle were researched independently,the structure,the control system,the motor in wheel driving control system,the independent steering system, the CAN communication network and the power tube isolation drive were studied,and the integrated controller for the electric vehicle was proposed. Experiments on 5 kinds of vehicle working mode were carried out based on the integrated steering controller driver. The steering and electronic diferential control of tlie normal working mode was focused by experiment. The results indicate that tlie integrated controller can meet tlie real time,accuracy and reliability requirements of tlie electric vehicle. [ABSTRACT FROM AUTHOR]     

新能源汽车主动四轮转向稳定性控制技术

针对无法在不同环境下改变控制规则，导致对汽车控制时获得的横摆角速度、质心侧偏角、车轮转角与理想模型偏差大，车身侧倾角大，存在控制性能差的问题，提出新能源汽车主动四轮转向系统稳定性控制方法。构建了汽车横向动力学模型、垂直运动模型、运动状态方程以及路面输入模型，设计了自适应模糊控制器，将可调因子引入自适应模糊控制器中，使控制器可以适用于不同环境，完成新能源汽车主动四轮转向系统的稳定性控制。实验结果表明，所提方法应用后，可实现汽车主动四轮转向系统稳定性控制。     

电液耦合转向系统应急转向控制方法研究

针对重载商用车应急转向难题,提出一种采用新型电动化的商用车电液耦合转向系统(Integratedelectric-hydraulic steeringsystem,IEHS)实现应急转向的新方法,针对电液耦合转向系统应急转向切换控制平顺性和时效性关键问题,研究一种基于混杂理论的电液耦合转向系统应急转向控制方法,以满足最新应急转向法规对重载商用车转向系统的新强制要求。其中,上层根据混杂切换逻辑进行正常转向与应急转向模式的切换控制,下层采用模糊PID控制对目标电流的精准跟随。在MATLAB/Simulink环境下进行正常转向和应急转向之间切换控制的仿真验证,同时在硬件在环试验台架上进行对应急转向功能的试验验证。仿真和试验结果表明,所提出的应急转向控制方法能够在电液耦合转向系统液压部分失效的情况下较好地实现应急转向功能,并保证混杂切换的时效性和平顺性,满足应急转向法规的要求。     

分布式驱动智能汽车对开坡道起步双重转向控制

匹配多套分布式驱动系统可以提升智能汽车的动力学控制能力,但该车在对开坡道起步时仍会存在动力性与方向稳定性难以兼顾问题。提出并验证一种结合主动转向与差动转向的分布式驱动智能汽车双重转向控制方法。根据各驱动轮独立可控的特点,分析对开坡道起步时施加双重转向控制的必要性;根据左右轮驱动力不等导致车辆产生差动转向而偏离直行路线的现象,基于模型预测控制设计出前轮主动转向控制器;结合设计的主动转向控制器与已有的分布式驱动汽车转矩自适应驱动防滑控制器,完成双重转向控制器设计;通过仿真分析和实车道路试验,验证了所设计控制器的控制效果。研究表明：施加双重转向控制,可以使分布式驱动智能汽车尽可能充分利用其自身驱动力和路面可提供的最大附着力;同时,能够根据实时的车身姿态参量和所在位置信息计算出相应的附加转向盘转角,通过主动转向使横向偏移量大幅降低。所提出的基于差动转向与主动转向相结合的双重转向控制,可以全面改善车辆的通过性和方向稳定性。     

轮毂电机驱动汽车侧向稳定性底盘协同控制

轮毂电机驱动汽车可以通过差动驱动抑制车辆横摆和侧倾运动,从而提高车辆侧向稳定性,但受轮毂电机力矩和地面附着力约束的限制,作用效果薄弱。为提升车辆侧向稳定性控制效果,提出综合差动驱动、主动转向和主动悬架的车身横摆与侧倾稳定性底盘协同控制方法。根据轮毂电机驱动汽车特点,对其侧向失稳机理进行分析,基于模型预测控制设计前轮主动转向控制器;利用所提出的变系数指数趋近率求解期望横摆控制力矩,基于最优控制算法计算侧倾控制力矩;最后,构建集成差动驱动、主动转向和主动悬架的侧向稳定性控制器并完成整车侧向稳定性协同控制仿真验证。研究表明,所提出的底盘协同侧向稳定性控制方法可以有效控制车辆的横摆和侧倾运动,使其收敛于理想控制域,为轮毂电机驱动车辆的主动安全性控制提供了理论支持。     

A novel technique for optimal integration of active steering and differential braking with estimation to improve vehicle directional stability

This study deals with the enhancement of directional stability of vehicle which turns with high speeds on various road conditions using integrated active steering and differential braking systems. In this respect, the minimum usage of intentional asymmetric braking force to compensate the drawbacks of active steering control with small reduction of vehicle longitudinal speed is desired. To this aim, a new optimal multivariable controller is analytically developed for integrated steering and braking systems based on the prediction of vehicle nonlinear responses. A fuzzy programming extracted from the nonlinear phase plane analysis is also used for managing the two control inputs in various driving conditions. With the proposed fuzzy programming, the weight factors of the control inputs are automatically tuned and softly changed. In order to simulate a real-world control system, some required information about the system states and parameters which cannot be directly measured, are estimated using the Unscented Kalman Filter (UKF). Finally, simulations studies are carried out using a validated vehicle model to show the effectiveness of the proposed integrated control system in the presence of model uncertainties and estimation errors.     

汽车主动悬架与转向系统的模糊参数自调整集成控制

建立了汽车主动悬架与转向控制系统半车集成模型。应用模糊逻辑控制理论，提出一种带参数的自调整模糊方法，设计了汽车主动悬架与转向系统模糊参数自调整集成控制器，该控制系统当偏差变小或变大时，调整因子总能确保系统稳定，适合工程应用。通过对汽车主动悬架与转向控制系统试验仿真表明，实行模糊参数自调整集成控制后，汽车的整车平顺性、操纵稳定性和安全性等综合性能指标明显优于汽车主动悬架与转向系统LQG集成控制。     

基于最优预瞄的智能车变道控制

针对智能车主动变道过程中的轨迹跟踪控制问题,基于“预瞄-跟随”控制理论及“车辆-道路”模型提出了最优预瞄轨迹跟踪控制模型,并依据线性二次型调节器(LQR)理论设计了轨迹跟踪控制器,获得了最优转向盘转角输入,以实现智能车变道轨迹跟踪。在MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真环境下构建了智能车的变道决策模块、变道参考轨迹模块和跟踪控制模块,实现了智能车在30 km/h、50 km/h和70 km/h速度下的仿真验证。结合实车测试结果验证了所设计控制器的精确度和稳定性。