汽车行驶状态参数估计研究进展与展望

准确而实时地获得汽车的行驶状态参数信息是实现汽车主动安全控制的关键问题,也是车载故障诊断的重要技术之一.随着估计理论的发展,利用车辆上已装备的传感器获得汽车行驶状态信息,进行汽车行驶状态参数估计是近年来的研究热点.本文首先给出汽车系统中需要进行估计的状态参数的分类及现有估计方案;然后对现有的各种汽车行驶状态参数估计方法加以综述,并分析了各种方法在汽车行驶状态参数估计方面的优缺点;最后对汽车行驶状态参数估计的进一步研究提出几点展望.     

复杂场景智能车辆车道与速度一体化滚动优化决策

针对智能车在复杂场景下的行车环境理解和行为决策问题,提出了一种智能车辆车道与速度一体化滚动优化决策方法。在复杂场景下建立了车路空间重构模型,得到以不同车道中心线为参考的车辆位置。建立了以非整数的纵向车速和整数的车道序号为控制量的车道与车速一体化模型。对本车与多方向来车的未来轨迹进行安全性分析,将复杂场景下智能车辆车道与速度一体化决策描述为混合整数非线性规划问题。为了验证本文决策方法的有效性,在无保护路口场景下进行汽车动力学仿真软件veDYNA和Simulink的联合仿真,结果表明：本文决策方法面对行驶缓慢、突然切入的周车,能及时做出换道决策;当智能车和周车同时行驶至路口区域时,能够做出减速让行决策,以实现安全行驶。     

基于Uni-Tire轮胎模型的车辆质心侧偏角估计

针对车辆质心侧偏角估计的准确性和实时性能问题,提出了车辆质心侧偏角估计的非线性全维观测器设计方法.首先基于车辆动力学模型及纵滑-侧偏联合工况下的Uni-Tire轮胎模型,利用车载传感器测量车辆状态;观测器利用这些状态估计出车辆的纵向速度、侧向速度及横摆角速度,并由此得到车辆的质心侧偏角估计.其次利用输入-状态稳定(input-to-state stability,ISS)理论对观测器的稳定性进行了分析.最后采用红旗CA7180A3E型轿车的车辆参数使用车辆仿真软件veDYNA对极限工况下的估计结果进行了离线仿真研究,并利用xPC-Target仿真环境和dSPACE实时仿真系统搭建仿真平台,对非线性全维观测器的实时性进行验证.仿真结果表明,非线性估计方法估计精度较高,实时性较好,可以满足工程应用的要求.     

爆胎车辆轨迹控制的仿真

为了解决高速公路爆胎车辆出现偏航的问题,进行了爆胎车辆轨迹控制的仿真研究。首先确定了爆胎车辆轨迹控制的评价指标,然后讨论了静态比例、积分、微分( proportion integration differentiation, PID)控制器对高速公路爆胎车辆轨迹的控制效果。由于在某一行驶车速下建立的静态 PID 控制器不能很好地控制行驶在其他车速下的爆胎车辆,因此,采用了增益可变 PID 控制器处理爆胎车辆的轨迹控制问题,其中变增益 PID 控制器的参数是事先针对不同的爆胎车速标定获得的。仿真实验结果表明：变增益 PID 控制方案应用于爆胎车辆轨迹控制,可在保证车辆稳定行驶的同时控制车辆的行驶轨迹,使其在出现较小的偏移后回到原路径。     

汽车控制的研究现状与展望

汽车控制技术是推动汽车工业可持续发展的重要保障. 在全球汽车行业竞争日益激烈 的背景下, 如何通过理论与方法的创新, 提高我国汽车控制系统的自主研发能力, 完成从消费大国 向制造强国的过渡是我们目前面临的重大挑战. 本文主要围绕汽车动力总成系统、主动安全系统及新能源汽车中的关键控制问题展开论述, 总结国内外的研究状况, 提炼共性问题, 对汽车控制的发展趋势给出了一些观点.     

宋二联横向流污水处理的总结与认识

本文主要介绍了宋二联合站横向流污水处理系统的运行模式和特点,以及在投产后出现的一系列问题,并针对这些问题结合油水分离及地面集输的生产需要。所做出的改进,为日后投产大联合站作为技术储备。     

基于时滞特性分析的车辆主动扩稳优化控制

在危险工况下,主动转向与差动制动的协同作用是有效避免车辆失稳情况过早发生的重要手段,然而执行机构的响应滞后导致系统响应精度下降,甚至造成稳定性恶化.针对上述问题,本文分析了各控制输入通道的时滞特性,提出了基于时滞补偿的车辆主动扩稳优化控制方法.首先,建立包含控制输入时滞的车辆系统二自由度动力学模型;其次,应用随机算法设定各控制输入通道的随机时滞,依据β–■相图辨识出满足车辆稳定性条件的时滞边界;然后以跟踪期望横摆角速度和质心侧偏角为控制目标,设计了可同时补偿多通道多尺度时滞的主动扩稳模型预测控制器;最后,基于veDYNA仿真软件,在不同工况下验证了该控制器的有效性.结果表明,本文提出的控制整体框架对各个控制输入通道的有界时滞变化具有自适应性,使得横摆角速度更好地跟踪上期望值,且质心侧偏角相轨迹在相平面的稳定边界内,达到了主动扩稳的目的.     

改进的网型结构电力系统鲁棒重叠分散控制

研究一类多区域互联电力系统的特殊重叠分解及其鲁棒分散控制问题,提出一种新的互联电力系统重叠分解的方法。该方法根据电力系统本身的结构信息约束和大系统包含原理的约束条件,对系统进行重叠分解处理,使原系统扩展成为两两子系统;然后,在有机结构控制(OSC)的线性矩阵不等式(LMI)方法的基础上,为系统设计了改进的鲁棒分散控制器。以一个4区域网型结构电力系统为例进行仿真研究,其结果表明,所设计的控制器较直接使用LMI方法能使系统具有更令人满意的控制性能。     

高速公路卡车队列行驶非线性滚动优化控制

提出高速公路卡车队列行驶非线性滚动优化控制策略;采用双层控制器结构,上层控制器根据当前的道路及车辆状态信息决策出卡车队列最优燃油经济性速度曲线,下层控制器采用滚动优化方法对最优速度曲线进行跟踪,并保证卡车队列行驶时车间距离的安全性及有效性。为验证高速公路卡车队列行驶非线性滚动优化控制方法的有效性,选取多组不同路况及初始车速进行Trucksim-Simulink联合仿真,结果表明:本文方法在不同道路坡度及车速情况下均可有效跟踪期望最优速度,提高了跟随车辆的燃油经济性。