纯电动车整车控制逻辑模型及仿真验证

以某款电动车整车控制器(VCU)功能设计为主线,在MATLAB/Simulink环境下完成纯电动汽车整车控制器离线仿真模型的搭建。为在项目早期就能对整车控制器仿真模型进行一些基本的分析及验证,运用AVL Cruise软件结合实际整车各系统参数,模拟整车环境,实现仿真模型的离线验证和功能调试分析。结果表明,所搭建整车控制器仿真模型能较好的实现整车控制功能,达到预期目标。     

电控空气悬架系统硬件在环仿真测试研究

基于Lab VIEW,NI Veristand和PXI平台对电控空气悬架进行了硬件在环仿真测试系统的设计研究。介绍了建立硬件在环仿真测试系统的方法,并在Simulink中建立了1/4空气悬架车辆模型和模糊控制器模型。使用Veristand将编译为DLL文件的Simulink模糊控制器导入到PXI-8102实时控制器中,结合上位机中的Lab VIEW程序控制1/4空气悬架模型,并采用道路试验采集到的位移信号模拟路面激励,进行联合仿真测试。搭建了1/4空气悬架试验台实物,替代Simulink模型作为被控对象,利用电液伺服激振台进行激励加载,完成硬件在环实时仿真测试。测试结果表明:所建立硬件在环仿真测试系统的有效性与可行性。     

插电式混合动力汽车控制策略硬件在环仿真研究

利用MATLAB/Simulink搭建整车仿真模型,使用RTICANMM模块库中的模块进行设置并加载至d SPACE/SCALEXIO中,作为底层硬件在环平台。构建基于电量消耗-电量保持型控制策略,确定车辆多种运行模式之间的切换规则及发动机、电机的转矩分配原则;利用MATLAB/RTICAN模块库中的模块对控制策略进行仿真环境设置并将编译后的控制策略加载至MicroAutoBox控制器中,通过CAN通讯协议完成MicroAutoBox控制器和SCALEXIO设备的实时硬件在环交互。由硬件在环仿真与离线仿真对比显示:硬件在环仿真、离线仿真的终止SOC值与期望的SOC值误差控制在5.60%以内,整车控制策略能够满足预期效果,实时性较好,CAN信号通讯正常。硬件在环仿真减少了控制策略应用实车的周期,降低了成本。     

基于MATLAB/RTWEC自动代码生成技术整车控制器快速原型开发

介绍了整车控制器快速原型的系统架构。在Simulink的软件平台上搭建了整车控制器仿真模型,利用仿真数据对算法原理进行错误检查和修正。介绍了利用MATLAB/RTWEC实现了基于模型的自动代码生成机制,并将应用层代码与控制器硬件TTC-90底层代码进行了集成,用于整车实验。整车实验结果证明了快速原型的正确性和MATLAB自动生成代码的可靠性、快速性。     

车辆主动悬架协调控制技术研究

为解决汽车转向工况下悬架系统垂向振动控制和侧倾控制存在的协调问题,提出了基于功能分配的主动悬架协调控制策略,设计了垂向运动控制器、侧倾控制器和协调控制器,通过协调控制器对垂向运动控制器和侧倾控制器进行功能分配。在控制策略的实现过程中,利用Adams建立整车动力学模型,在Simulink中设计控制系统,搭建Adams/Simlink主动悬架整车联合仿真平台,并通过汽车二自由度线性模型验证该平台的可行性。在C级路面上进行了直线行驶和角阶跃输入两种工况的仿真实验,对算法进行验证。结果显示,通过协调控制器进行功能分配的主动悬架控制系统,能很好的协调垂向控制器和侧倾控制器,提高了汽车的综合性能。     

基于粒子群算法的复合储能式系统控制优化

由于复合储能式系统装载机的结构复杂,所以对系统的模糊控制策略要求较高,而现有的利用专家经验对控制器设定的模糊控制规则主观性较强,很难实现系统的最优控制。利用粒子群算法对模糊控制策略进行优化,并将优化后的控制策略通过MATLAB/Simulink所搭建的装载机整车的后向仿真模型进行试验仿真分析。结果表明:通过粒子群算法优化后的控制器控制性更好,且整车的燃油经济性更佳;通过dSPACE进行硬件在环试验,试验与仿真结果基本一致,进而验证了优化结果的有效性。     

基于LabVIEW的ESP硬件在环仿真实验台开发及仿真研究

基于LabVIEW搭建了ESP硬件在环仿真试验台。建立了七自由度车辆模型,以横摆角速度和质心侧偏角作为特征参数设计了ESP的PD控制算法,并在该实验台上进行了急剧双移线测试。测试结果证明了硬件在环方法是检测ESP控制器可靠性、建立虚拟极端测试场地测试控制算法有效性以及进行控制器参数匹配调试的有效手段。     

基于FMI标准的传动系统模型在环虚拟车辆仿真研究

针对虚拟车辆传动系统模型在环台架仿真问题,在Simulink环境中搭建了整车仿真模型,该模型由SimulationX双离合变速箱和差速器模块与d SPACE ASM发动机及车辆动力学模块共同组成,各模块都根据实车数据进行了参数化。对DCT离合器控制和挡位切换逻辑策略进行了研究,提出了一种基于FMI标准的协同仿真方法,并讨论了协同仿真模型各模块的步长设置。对比了模拟NEDC驾驶循环测试结果与实车转鼓试验台上测得的数据。研究结果表明:在早期系统验证阶段使用模型在环仿真具有较高的实用价值,可以提早发现系统问题并修改需求;该工作可为接下来的硬件在环测试提供了参考基础。     

汽车ABS控制算法设计与试验验证

为了有效验证整车ABS控制器实车匹配前的控制效果,通过Carsim动力学仿真软件建立整车的参数化模型,在Matlab/Simulink中搭建了两种ABS控制策略,一种是自主开发的基于滑移率为主要控制目标、以车轮角速度为辅助控制目标的逻辑门限值ABS控制策略,另一种是实际当中常用的PID控制策略;将Carsim与Matlab/Simulink进行联合仿真,选取了对开路面紧急制动时仿真试验,逻辑门限值ABS控制策略明显优于PID控制策略;最后,选取同样工况进行硬件在环试验,结果证明了ABS逻辑门限值控制策略能够在实际控制过程中保证良好的制动效能及制动方向稳定性。     

发动机控制器虚拟测试系统的开发与验证

传统的发动机控制器开发效率低、成本高,针对这些局限性提出了一种发动机控制器虚拟测试系统的搭建方法。该方法是将在ETAS INTECRIO环境下开发的发动机虚拟控制器与Matlab/Simulink环境下开发的车辆系统组成闭环系统,并实现在线故障注入功能。将虚拟测试系统的仿真结果与实车测试结果及硬件在环测试结果进行对比验证,结果表明该虚拟测试系统符合控制器初期开发测试要求,且使用方便、成本较低,可以显著提高发动机控制器的开发效率。     

电机控制器性能测试方法研究与改进

电机控制器作为电动汽车控制系统的核心部分,其性能优劣关系到整车性能的好坏。然而现有的电机控制器性能测试方法比较单一,且试验结果不能够真正反映出控制器的真实性能。针对这一问题,论文根据电动汽车的实际需要以及使用条件等,提出了一系列关于电机控制器测试的新方法。     

基于磁流变减振器的汽车悬架振动控制

分析了磁流变减振器特性,为了抑制汽车磁流变悬架的振动,提出了一种含有控制级和协调级的分级模糊控制。在控制级,把天棚、地棚混合控制策略与模糊智能控制策略相结合,设计了1/4车辆垂直振动的半主动模糊智能控制器;在协调级,设计了整车控制的协调器,根据反馈变量对整车4个独立模糊智能控制器输出参数进行调整。把某微型汽车的4只被动减振器改装成磁流变减振器,搭建了磁流变悬架全车测控系统,运用设计的分级模糊控制器,进行了平顺性随机输入实车道路试验。试验结果表明对汽车磁流变悬架的垂直振动进行分级模糊控制是可行的,能有效提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

新能源车载冷却水泵系统设计与实现

近年来,新能源汽车工业在续航能力、电池技术、维护管理等方面取得了长足的进步。消费者对新能源汽车的关注度与认可度逐年提高。车载冷却系统是新能源汽车整车管理的重要组成部分。其功能是根据整车控制器的指令,驱动冷却液循环,降低整车关键部位的温度,保障整车系统的正常运行。本文基于PWM原理,设计了一款新能源车载冷却系统。该系统利用PWM信号与放大电路,驱动冷却水泵运行;并且采集反馈信号,监测其运行状态。本系统的设计思路对新能源车载冷却系统的设计开发具有一定的借鉴意义。     

基于神经网络的半主动悬架自适应模糊控制研究

在建立了五自由度车辆半主动悬架系统模型的基础上，将神经网络与模糊控制结合起来，提出一种基于神经网络的自适应模糊控制半主动悬架系统，其控制器由模糊神经网络控制器和模糊网络组成，采用快速的变斜率梯度下降算法学习，具有自适应学习功能。仿真计算表明，与被动悬架相比，神经网络自适应模糊控制性能明显优于一般的Fuzzy控制，半主动悬架系统在减小振动，提高车辆平顺性方面优于被动悬架，且车轮动载荷和悬架动挠度也得到明显改善。台架试验同样表明了半主动悬架的优良减振性能。     

分布式电驱动汽车稳定性控制策略设计与试验

研究分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制问题。基于模型跟踪控制的思想,采用分层控制结构设计控制器。控制器包含参考模型、运动跟踪控制器、控制分配器、参数估计模块。采用带质心侧偏角约束的2自由度车辆模型作为参考模型,设计非线性滑模变结构运动跟踪控制器;针对过驱动系统引入控制分配理论,采用二次规划法设计控制分配器,利用有效集方法进行求解;设计相关动力学参量的估计模块。利用实车平台对稳定性策略进行实车验证,双移线试验与蛇形绕桩试验结果表明：滑模变结构控制器具有较好的收敛性,控制分配模块可以实现四轮纵向力的优化分配,车辆横摆角速度能够较好地跟踪参考横摆角速度。相比无控制车辆,提高平均通过车速,提高平均峰值横摆角速度响应,增加车辆在极限工况下的稳定性。     

基于H∞控制的车辆座椅主动悬架系统

建立了四自由度的“车-椅-人”悬架系统的力学和数学模型，运用H∞鲁棒控制理论设计了车辆座椅主动悬架系统的鲁棒控制器。并且用MATLAB软件包及Robust-Control-Toolbox对座椅悬架系统进行了仿真分析。仿真结果表明：鲁棒控制策略能很好地抑制座椅主动悬架系统的垂直振动加速度，其减振幅度在共振频率附近能达到50～60％，大大提高了乘坐舒适性。并且，该系统能够承受一定的模型参数不确定性，具有良好的鲁棒稳定性。     

机车车辆动力性能的动态模拟

对实物试验、计算机仿真和混合模拟为基本形式的动态模拟技术进行分析,并列举各种动态模拟技术在铁路机车车辆研制过程中的应用。提出用滚轮代替钢轨,利用滚轮的上下和左右运动模拟轨道不平顺,采用滚轮差速模拟曲线,从而实现机车车辆运行的动态模拟。根据轨道不平顺的定义,给出线路状态和试验台滚轮的关系,给出机车车辆运行动态模拟试验台的设计方案。对西南交通大学牵引动力国家重点实验室的机车车辆整车滚动振动试验台的结构和功能进行系统介绍。根据机车车辆动力学性能——运动稳定性、运行平稳性和曲线通过性能的台架试验方法,通过台架试验和线路运行的理论分析,得到相应的试验误差,验证了机车车辆台架试验的可行性和合理性。     

汽车驾驶员自适应模糊PID控制模型

汽车动力学控制系统具有强非线性特性,在人-车-路闭环系统中采用基于传递函数的传统方法难以建立精确的驾驶员模型.在"预瞄最优曲率模型"的基础上,对驾驶员校正环节采用模糊PID控制,对包括"魔术公式"轮胎模型在内的汽车模型,建立加速度反馈自适应模糊PID控制驾驶员模型.该模型通过模糊控制器在线实时调整PID的3个参数.仿真结果表明,所建立的自适应模糊PID控制驾驶员模型很好地描述了驾驶员的方向控制行为,为人-车-路闭环系统的进一步研究和智能车辆自动驾驶控制提供了可行的途径.     

基于ADAMS模型的履带车辆半主动悬挂自适应控制

建立了某履带车辆ADAMS整车模型。搭建了控制算法MATLAB与实体模型ADAMS之间的联合仿真接口。提出了采用模糊控制器调整PID调节器参数实现基于ADAMS建模的整车半主动悬挂控制策略。用动行程及其变化率作为模糊控制器的输入,通过模糊控制器的输出动态调整PID调节器的参数,形成了车辆半主动悬挂自适应控制系统。仿真研究表明,该自适应控制系统能够有效协调加速度和动行程在不同频段的矛盾,明显改善履带车辆行驶的平顺性。