基于转角补偿的智能车辆循迹控制系统

文中提出了一种转角补偿智能车辆循迹控制系统。系统由纯追踪控制器和转角补偿控制器组成。PP控制器直接控制车辆跟踪路径;转角补偿控制器基于PI控制理论,综合考虑行驶偏差及道路曲率进行转向角补偿,其参数采用模糊控制理论实现自适应调节,进一步改善系统跟踪性能。仿真和试验结果表明:较于传统PP循迹系统,该系统在不同车速下横向偏差峰值降低了50%以上,方向偏差峰值降低了20%以上,路径跟踪性能显著提升。     

基于二元件ISD结构隔振机理的车辆被动悬架设计与性能研究

二元件ISD串并联结构是组成被动机械网络的基础单元,通过在单自由度系统中振动响应特性和系统参数影响的讨论,研究二元件ISD结构振动控制的隔振机理,提出二元件串并联结构的理想匹配关系和悬架结构设计的一般方法,由此设计出车辆被动ISD悬架结构,建立四分之一悬架模型,采用多目标遗传算法优化被动机械元件的参数,参照相应标准以加权车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷均方根值为指标,对比研究所设计的被动ISD悬架结构的工作性能。仿真结果表明,所设计的车辆被动ISD悬架结构与传统被动悬架相比,在悬架动行程均方根值基本一致的前提下,其加权车身加速度和轮胎动载荷均方根值能同时得到改善,并且有效降低了低频段车身共振偏频处各项指标的功率谱密度峰值,说明所设计的悬架结构可有效改善车辆的乘适性和安全性。     

基于计算几何的地图匹配算法研究

由于现有的地图匹配算法对算法的实时性和鲁棒性的研究相对较少,在提高地图匹配精度的过程中对可用信息的利用不够,依据车辆运动的连续性,提出了基于计算几何的地图匹配算法.该算法能够快速的完成匹配候选道路的选取和匹配道路的确定.通过跑车试验证明该算法的匹配正确率不低于95％,单点匹配时间不超过0.04 ms.因此该算法的鲁棒性、实用性及实时性更强.     

ECAS车辆车身高度调节系统与整车性能匹配研究

为解决电控空气悬架(electric control air suspension,简称ECAS)车身高度切换过程中的振荡及“过充”、“过放”现象,以空气弹簧特性为媒介,与车辆动力学相结合,对车身高度调节系统的进行建模.通过遗传算法优化车身高度调节系统PID的控制参数,提出一种新的积分分离PID控制策略.采用Matlab/Simulink搭建模型并对控制前、后仿真结果进行了对比.结果证明,所设计的控制方法能有效解决以上问题,优化后的车身高度调节系统能显著减少汽车振荡及干扰,操纵稳定性得到改善.     

基于MPPT算法的温差发电回收效率研究

针对目前汽车尾气温差发电效率低的问题,通过搭建温差发电实验平台获取温差发电模型,验证最大功率点追踪(MPPT)算法的可行性.分析热电片的开路电压与温差的工作特性,并绘制负载特性曲线,结合改进的二分梯度MPPT控制算法,以提高温差发电回收效率.通过Matlab/Simulink仿真结果表明:相比于传统开路电压法(OCV)和扰动观察法(P&O),提出的MPPT算法在跟踪精度和速度上实现了较大的提升,对后续温差发电实验及算法研究可提供一定的指导.     

基于半车模型的两级串联型ISD悬架性能分析

基于"惯容—弹簧—阻尼"机械系统与"电容—电感—电阻"电子系统之间严格的对应相似关系,根据级联滤波的基本原理,以并联的弹簧和阻尼为第一级,并联的惯容器、弹簧和阻尼为第二级,构建一种两级串联型"惯容—弹簧—阻尼"车辆悬架系统。建立悬架的半车模型,分析随机和脉冲激励下悬架系统的综合性能,探讨第二级弹簧刚度对系统性能的影响。结果表明,与传统悬架相比,两级串联型"惯容—弹簧—阻尼"悬架系统具有良好的动态性能,车身质心垂直加速度、车身俯仰加速度、前轮胎动载荷、后轮胎动载荷功率谱密度低频峰值分别减小了81%、81%、79%、82.8%,有效抑制了车身共振,明显改善了车辆的乘坐舒适性,协调了平顺性与安全性之间的矛盾。     

基于液压惯容器的ISD悬架性能分析与试验

针对机械式悬架存在的惯容器"背隙"的问题,提出一种基于液压惯容器的ISD(inerter-spring-damper,简称ISD)悬架。介绍了液压惯容器的结构及工作原理;建立了液压惯容器ISD悬架的整车模型,在matlab/simulink环境下,进行了压惯容器ISD悬架平顺性仿真;研究了液压惯容器ISD悬架在脉冲输入、随机路面输入作用下的动态性能。在此基础上,进行了液压惯容器ISD悬架台架试验,试验与仿真结果基本吻合。结果表明,与传统被动悬架相比,液压式惯容器ISD悬架可以有效降低车身垂直振动加速度。     

考虑执行器响应时滞的磁流变悬架H2/H∞鲁棒控制研究

针对磁流变阻尼器响应时滞对半主动悬架系统控制效果和稳定性造成的不良影响,设计了一种时滞H₂/H_∞鲁棒控制器对执行器输入的定常时滞进行鲁棒控制,推导了控制器反馈控制增益和系统临界时滞;开展了磁流变阻尼器力学试验并对Bingham模型实现参数识别;基于MotoTron平台完成了驱动电流PI控制参数整定,使阻尼器响应时滞降低到临界时滞以内。仿真结果表明：C级随机路面下,所设计的时滞H₂/H_∞鲁棒控制器相比被动悬架和不考虑时滞的鲁棒控制器,车身加速度和悬架动挠度分别降低了24.52%、9.79%、11.26%和7.19%,乘坐舒适性得到明显改善,轮胎动载荷相比鲁棒控制优化了3.21%,兼顾了行驶安全性。为进一步验证时滞H₂/H_∞鲁棒控制器实际工作性能,设计了悬架ECU,开展了单轮悬架台架试验。试验结果表明：时滞H₂/H_∞鲁棒控制器能保证时滞输入系统的控制性能和稳定性。     

基于多项式判别理论时滞半主动悬架稳定性研究

基于多项式判别理论研究车辆时滞半主动悬架系统失稳机理，得出了悬架系统的失稳条件及其失稳临界时滞，为半主动悬架系统时滞控制研究提供了依据。应用数值仿真的方法分析时滞对悬架系统稳定性的影响，并在自行研制的1：1物理模型半主动悬架试验系统上进行了台架试验。结果表明，基于多项式理论研究时滞半主动悬架稳定性的方法简单，得出的稳定性条件可靠，为半主动悬架及其控制系统设计和分析奠定了基础。     

两级阻尼可调式液压减振器的性能仿真与试验

可调阻尼减振器是汽车半主动悬架的关键部件.根据某大客车电控半主动悬架的阻尼控制要求,以该车原被动式液压减振器为基础,设计出一种具有两级阻尼特性的可调减振器.采用共轭梁法计算节流阀片的挠曲变形,建立该减振器阻尼特性的数学模型,仿真分析活塞杆直径,阻尼阀孔径以及调节孔孔径等主要结构参数对减振器阻尼性能的影响,在此基础上确定可调减振器的主要设计参数.对研制的可调减振器样件进行阻尼性能测试,结果表明:减振器的两级阻尼状态变化明显,阻尼切换控制准确,阻尼力试验值与仿真值的偏差小于8%,说明所建的减振器数学模型具有较高的精度,采用共轭粱法计算节流阀片挠曲变形是可行有效的,为设计开发可调阻尼液压减振器和研究汽车半主动悬架提供了重要依据.