基于主动前轮转向横摆角速度反馈控制的研究

在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈传感器,建立了主动前轮转向系统数学模型和横摆角速度反馈控制模型,使用PID控制器实现横摆角速度反馈控制;系统通过产生附加的前轮转角,对前轮转角进行修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型;并在系统阶跃和正弦输入下分别进行仿真分析,结果表明,在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈控制可以显著改善车辆横摆角速度的瞬态响应,从而提高了车辆的转向稳定性.     

基于状态反馈的分布式驱动电动汽车操纵性改善控制方法

研究分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制问题。提出基于状态反馈的操纵性改善控制策略：利用横摆角速度反馈改善车辆的横摆角速度瞬态响应,利用转向角前馈提高车辆的稳态横摆角速度增益。根据反馈系数对车辆瞬态响应特性的影响建立优化函数,获取不同车速下最优反馈系数。基于转向助力需求设计前轴差动转矩约束,再结合后轴的电动机外特性约束,获取不同车速下最大前馈系数。设计四轮转矩分配策略,在实现直接横摆力矩控制的同时满足驾驶员的加速需求。多工况下仿真验证表明,算法在改善横摆角速度的瞬态响应和稳态增益的同时可以减少转向盘力矩,降低驾驶员操作负荷;直接横摆力矩的引入有效地抑制了加速过程中的不足转向,平衡了前后轴的侧向附着利用率,提高了车辆的侧向稳定裕度。     

线控转向系统前轮转角控制仿真研究

针对汽车线控转向车辆,以线性二自由度车辆模型为基础,以稳态转向时的横摆角速度作为控制目标,研究了基于控制器参数优化的固定转向灵敏度型横摆角速度反馈控制算法。结果表明,随车速变化,在改变转向比和控制器参数的条件下,车辆横摆角速度能较好地跟随稳态时的横摆角速度。高速时,与相同前轮转角没有反馈控制的车辆相比,最大超调量减少,调整时间减少。     

基于神经网络三自由度非线性四轮转向汽车控制仿真

为了改善四轮转向汽车的操纵稳定性,建立包含轮胎的非线性三自由度车辆模型,通过神经网络训练得到后轮控制器,利用神经网络控制器联合PID控制,分别与前轮转向、比例转向控制、横摆角速度反馈控制进行时域仿真对比。仿真结果表明:神经网络控制器联合模糊PID控制可以有效的控制车辆的质心侧偏角,减少横摆角速度的瞬态响应增益,缩短稳定时间,从而提高了车辆低速时的机动性和高速转向的稳定性,提高了运行车辆的安全性、平稳性。     

线性二自由度车辆模型横摆角速度和转弯半径的计算方法改进

基于二自由度车辆模型对车辆的稳态转向特性进行分析和研究,对多数文献中给出的稳态转向特性下横摆角速度以及转弯半径的计算公式进行了修正,在修正的过程中提出了动态稳定因数的概念,使修正后的横摆角速度和转弯半径与实际驾驶过程中的横摆角速度和转弯半径更一致。另外,通过对修正后的横摆角速度和转弯半径进行仿真实验,说明动态稳定因数的提出虽然对横摆角速度的影响较小,但是改善了转弯半径。     

基于状态反馈的主动转向控制

通过对前轮主动转向结构形式的分析和简化,建立了状态空间形式的主动前轮转向动力学模型。并以转向盘转角、横摆角速度和侧偏角为优化目标,设计了线性二次型调节器控制。通过横摆角速度和质心侧偏角的共同反馈,控制电动机助力转角,实现主动转向。控制过程中,设计状态观测器对难以直接测量的质心侧偏角信号进行估计,满足系统对反馈信号的需求。利用Matlab对转向路径跟踪过程及遭遇侧向风作用工况的仿真分析表明,通过横摆角速度和侧偏角的反馈控制,将横摆角速度控制在理想的范围,质心侧偏角被限制在车轮的线性范围内,有效地改善整车的转向特性,提高汽车的操纵稳定性。     

转向制动工况下平衡重叉车横向稳定性控制

为了克服实际叉车转向制动作业工况下质心位置的时变和动态行为不确定性导致整车侧倾,改善该工况下叉车的横向动态稳定性,建立了叉车制动转向工况半车动力学模型,以叉车横摆角速度和横向加速度为反馈控制量,设计了叉车主动后轮转向线性二次型调节器,得到最优输出反馈增益矩阵,对转向制动工况下的叉车横向稳定性进行最优控制并进行仿真计算。仿真结果表明,叉车制动性能保持基本不变的情况下,反映叉车横向稳定性的横向加速度和横摆角速度响应得到明显改善。依据欧洲标准EN16203:2012动态稳定性试验方法和要求进行的实车试验结果表明:叉车横向稳定性的指标量-横向加速度、横摆角速度均方根值分别下降了19.2%和23.29%,叉车的横向稳定性得到了有效控制。     

基于横摆角速度负反馈的电传动履带车辆原地转向控制策略

针对电传动履带车辆的原地转向问题进行了转向控制策略研究。建立了转向动力学模型,进而提出一种基于横摆角速度负反馈的双侧电传动履带车辆原地转向控制策略,将电机最大力矩作为力矩控制初始值以提高转向响应能力,引入横摆角速度负反馈并通过方向盘转角信号控制负反馈增益;对负反馈函数中的参数M与k对控制效果的影响进行了理论分析,为控制系统的设计提供了依据;进行了MATLAB仿真,仿真结果表明控制策略合理有效。     

三轴电控电动式全轮转向系统设计与控制研究

系统方案的合理确定和控制算法的选择是三轴车辆全轮转向系统设计过程中的两个关键问题。首先针对三轴车辆全轮系统方案确定问题,设计了一套电控电动式的全轮转向系统,并对系统涉及的关键环节进行了分析。同时,针对通常采用的零侧偏角比例控制全轮转向系统,高速转向时车辆横摆角速度增益过小,系统鲁棒性不好的问题,基于鲁棒控制理论,设计了零侧偏角比例控制前馈和H2/HH?鲁棒控制反馈的全轮转向控制器,并对车辆性能和车轮转角情况进行了仿真分析,仿真结果表明:鲁棒控制器能够保证车辆具有较为理想的质心侧偏角和横摆角速度,同时,相比而言,车辆状态参数响应和收敛速度更快,中后轴车轮转角更小。     

四轮转向车辆的直接横摆力矩控制研究

以四轮转向汽车为研究对象,建立七自由度车辆模型、轮胎模型、理想跟踪模型;设计直接横摆力矩和四轮转向相结合的车辆稳定性控制策略。以跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,设计滑模控制器产生车辆转向所需的横摆力矩和后轮转角,按单侧制动的方法将产生的横摆力矩分配到车辆的四个车轮上,通过制动力矩的分配以及转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和质心侧偏角跟踪理想模型。针对七自由度模型,在Matlab/Simulink中与比例控制四轮转向进行阶跃输入和正弦输入两种工况下的时域仿真对比。仿真结果表明,基于直接横摆力矩和四轮转向相结合的的控制策略有效减小了质心侧偏角,横摆角速度对理想值有很好的跟踪,提高了车辆的操纵稳定性,同时验证了横摆力矩分配的有效性。