爆胎汽车稳定性控制的模糊滑模控制算法研究

汽车在爆胎过程中会出现侧倾、侧翻和甩尾等危险情况,严重威胁了行驶汽车的安全性。为了保证爆胎汽车在行驶过程的稳定性,提高爆胎汽车的鲁棒性和自适应性,在目前汽车爆胎控制算法研究的基础上,提出了一种模糊滑模控制算法。利用UniTire模型建立了爆胎汽车的轮胎模型,并运用Carsim软件搭建爆胎汽车的整车模型。设计了模糊滑模控制器对横摆力矩进行非线性控制,再根据传统的电子稳定性控制理论,对各个车轮施加不同的制动压力,来保证爆胎汽车的稳定运行。在直行与弯道工况下,利用Carsim软件与Simulink模型进行联合仿真实验。实验结果表明,设计的控制器能够有效的提高爆胎汽车的稳定性,汽车的横摆角速度、质心侧偏角、侧向加速度和侧向位移都明显减小。     

基于相平面的车辆稳定性DYC控制

建立了二自由度非线性整车动力学模型,在相平面理论的基础上,确定该非线性车辆的稳定域,并通过设计直接横摆力矩控制,对非线性车辆相轨迹进行控制。仿真结果表明:当车辆相轨迹在稳定域外时,基于相平面的直接横摆力矩控制能够有效地改善车辆的相轨迹,提高其稳定性。     

汽车爆胎附加横摆力矩模型研究

在对爆胎车辆动力学特性进行分析的基础上,建立了爆胎车辆产生附加横摆力矩预估计算模型,并结合车辆电控液压制动系统中进液电磁阀开启时间与制动轮缸压力的相关特性,把附加横摆力矩预估值转化为制动轮缸增压时间,以直接控制车辆各轮缸增压时间来实现差动制动,从而产生相应的抗爆胎附加横摆力矩以平衡车辆。设计了相关试验系统,试验结果表明,该预估计算模型基本可以近似计算车辆爆胎后所需的抗爆胎横摆力矩,为提高汽车爆胎应急自动制动系统响应能力,进一步精准控制爆胎车辆运动轨迹提供了先行条件。     

基于主动转向的爆胎汽车操纵稳定性模糊控制研究

汽车在高速行驶时发生爆胎后引起的交通事故危害较大,为了能够更好地控制爆胎后的方向稳定性,主要是通过分析爆胎后的主要影响因素,建立爆胎汽车方向失稳动力学模型,并建立基于主动转向的模糊控制器。重点研究了汽车爆胎后车轮的滚动半径变小以后对汽车行驶方向失稳的影响,进而分析由于爆胎汽车姿态变化而引起的载荷转移,以及由于载荷转移所导致的各个车轮上的侧偏力大小对汽车行驶方向失稳的影响。最后通过仿真验证模糊控制系统能够较好的纠正由于爆胎引起的汽车跑偏。     

非线性车辆稳定性的控制研究

提出一种基于直接横摆力矩控制(DYC)和前轮主动转向(AFS)控制的车辆稳定性联合控制方法。在车辆非线性模型的基础上,利用质心侧偏角和侧偏角速度相平面图,确定车辆的稳定域。对处于稳定域之外的非线性车辆首先进行DYC控制,使车辆进入稳定域,在此基础上再进行AFS滑模控制,使实际车辆的质心侧偏角及横摆角速度跟踪理想值。仿真结果表明:采用该联合控制方法,与单独采用AFS控制相比,更加有效地提高了车辆稳定性。     

基于滑模变结构控制的车辆稳定性研究

直接横摆力矩控制(Direct Yaw Moment Control,DYC)能在极限工况下产生维持车辆稳定行驶所需的附加横摆力矩,从而提高车辆的主动安全性能。采用"Dugoff"轮胎模型,运用MATLAB/SIMULINK软件建立了十六自由度非线性车辆模型和二自由度参考模型,基于滑模变结构控制理论,分别设计了以横摆角速度为控制变量的DYC控制器和以质心侧偏角为控制变量的DYC控制器,并在极限工况下进行仿真。仿真结果表明:所设计的控制器能有效控制车辆的横摆角速度和质心侧偏角,提高了车辆的操纵稳定性。     

四轮转向车辆直接横摆力矩的模糊PID控制研究

引入轮胎魔术公式,建立了四轮转向车辆的三自由度非线性动力学模型。将四轮转向与直接横摆力矩相结合,以车辆横摆角速度为控制变量,设计了模糊PID控制器。利用Matlab/Simulink工具,将此控制器应用于非线性四轮转向车辆动力学模型进行了仿真。     

车辆直接横摆力矩控制方法研究

为提高车辆的操纵稳定性,建立了优化的八自由度非线性车辆模型,研究了基于最优控制理论的车辆直接横摆力矩控制方法,并对校正横摆力矩的实现进行了探讨。通过在不同工况下进行仿真,结果表明所设计的控制方法不仅可以有效地改善车辆的操纵稳定性,而且具有很好的稳定性和自适应性。     

半挂汽车列车横向稳定性的模糊控制

引入Gim轮胎模型建立了半挂汽车列车的非线性动力学模型。以牵引车横摆角速度为控制变量,提出了半挂汽车列车直接横摆力矩的模糊控制方案,基于模糊控制技术设计了模糊控制器。借助MATLAB／Simulink,以建立的非线性动力学模型为平台,对该控制器的有效性进行了验证。仿真结果表明,高速转角大转向时,直接横摆力矩的模糊控制器能保证半挂汽车列车的侧向稳定性。     

基于ABS的车辆弯道稳定性控制仿真研究

车辆在低附着弯道路面上制动是一种非常危险的工况.本文从车辆在低附着弯道路面上制动整车受力的角度出发,分析了车辆弯道制动时ABS控制的不足,提出了车辆ABS与横摆力矩控制协调控制的制动力控制策略.利用模糊控制原理设计了横摆力矩控制器,在制动车辆ABS的基础上,通过对车辆的横摆力矩控制和车轮滑移率的调节,实现了制动过程中对附加横摆力矩的动态调整,从而可以在不增加硬件成本的条件下实现车辆在低附着弯道路面上制动的稳定控制.最后进行仿真试验验证了该控制方法的有效性.     

参数不确定性汽车的鲁棒最优控制

引入二次多项式平方轮胎模型,建立了车辆的三自由度非线性动力学模型。考虑轮胎参数的不确定性,推导了线性参数不确定性车辆模型,以车辆质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,基于线性参数不确定性车辆模型设计了鲁棒最优控制器。利用Matlab/Simulink工具,将此控制器应用于车辆三自由度非线性动力学模型中,并进行了仿真。     

基于转矩优化分配的电动汽车横摆稳定性研究

以四轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,针对车辆稳定性问题,提出了基于横摆角速度和质心侧偏角联合控制的横摆力矩模糊控制方法。确立了分层控制结构,上层控制器基于模糊控制理论得到控制所需的附加横摆力矩,下层控制器应用加权最小二乘方法并联合轮毂电机与液压制动系统进行力矩优化分配。实时仿真实验结果表明：联合轮毂电机与液压制动系统的优化分配控制策略有效提高了车辆的稳定性。     

低附路面汽车动力学稳定性控制系统控制策略

分析低附条件下轮胎－路面的附着特性和轮胎力特性,建立基于HSRI轮胎模型的四轮2自由度模型,分析汽车在实际工况下的动力学稳定特性。应用β法分析汽车车身稳定性控制的可控区间,结合车身稳定特性、前后轴稳定特性、轮胎稳定特性,确定低附路面上汽车动力学稳定性控制系统对侧偏角、横摆角速度状态偏差的控制目标。基于上述分析开发出低附路面汽车动力学稳定性控制策略,并通过仿真和实车试验验证了控制效果。     

基于横摆力矩分配的车辆稳定控制研究

研究了基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略,即紧急避障时采用差动制动,高速超车时采用驱动力分配方法。采用二自由度车辆的横摆角速度作为参考,并与实测的横摆角速度相比较,根据比较结果采取相应的控制策略。应用虚拟样机技术建立车辆多体动力学模型,采用联合仿真的方法对控制策略进行仿真。仿真结果表明,采用基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略可以大大提高加速超车和紧急避障时的操纵稳定性,这对减少高速行驶时道路交通事故的发生具有重要意义。
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非线性轮胎侧向力对汽车转向稳定性的影响

为分析轮胎侧向力对汽车转向稳定性的影响,建立了非线性轮胎侧向力模型并通过四自由度整车动力学模型计算了不同车速下汽车质心侧偏角、车身侧倾角和前轮转角响应。基于ADAMS的虚拟试验和实车试验结果表明：汽车高速转向行驶时,非线性轮胎侧向力模型能更准确地反映出汽车运动状态的响应,各状态响应的平均绝对误差能控制在相应状态幅值的10%以内。研究结果对汽车稳定性控制系统的设计具有理论指导意义。     

基于AMESIM的油气悬架系统控制仿真分析

根据井下无轨胶轮车的结构和工作原理,建立的油气悬架的非线性数学模型,利用AMESIM软件建立了油气悬架的虚拟样机模型。论述了油气悬架模型的建立、车辆半主动模糊控制策略及其在油气悬架上的实现。最后进行了油气悬架模糊控制系统的仿真和结果分析,并做出结论和建议。     

双电机后驱车辆操纵稳定性分层混杂模型预测控制

为改善车辆在复杂工况下的操纵稳定性,解决低附着路面易失稳的问题,针对后驱双电机轮边驱动电动汽车提出一种结合直接横摆控制与主动转向控制的操纵稳定性控制策略。控制策略采用分层控制结构：上层控制器采用多输入多输出系统的模型预测控制,对目标附加横摆力矩与前轮主动转向角进行求解;下层转矩分配控制器采用混杂模型预测控制（hMPC）,将轮胎纵向力的非线性特征简化为分段的混杂系统,在分配驱动转矩时考虑车轮在不同工况下的滑转情况。搭建了基于dSPACE实时仿真系统的仿真平台,在高附着、低附着路面下进行半实物仿真试验。仿真结果表明,与二次规划（QP）转矩分配算法相比,高附着路面工况下平均相对误差减小了17.64%,方均根误差减小了42.86%,最大偏离误差相对减少了7.64%;低附着路面工况下可以有效防止车辆失稳,改善操纵稳定性。     

An Adaptive Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Control for Yaw Stability Control of Bus Based on STI Tire Model

Due to the bus characteristics of large quality,high center of gravity and narrow wheelbase,the research of its yaw stability control (YSC) system has become the focus in the field of vehicle system dynamics.However,the tire nonlin-ear mechanical properties and the effectiveness of the YSC control system are not considered carefully in the current research.In this paper,a novel adaptive nonsingular fast terminal sliding mode (ANFTSM) control scheme for YSC is proposed to improve the bus curve driving stability and safety on slippery roads.Firstly,the STI (Systems Technolo-gies Inc.) tire model,which can effectively reflect the nonlinear coupling relationship between the tire longitudinal force and lateral force,is established based on experimental data and firstly adopted in the bus YSC system design.On this basis,a more accurate bus lateral dynamics model is built and a novel YSC strategy based on ANFTSM,which has the merits of fast transient response,finite time convergence and high robustness against uncertainties and external disturbances,is designed.Thirdly,to solve the optimal allocation problem of the tire forces,whose objective is to achieve the desired direct yaw moment through the effective distribution of the brake force of each tire,the robust least-squares allocation method is adopted.To verify the feasibility,effectiveness and practicality of the proposed bus YSC approach,the TruckSim-Simulink co-simulation results are finally provided.The co-simulation results show that the lateral stability of bus under special driving conditions has been significantly improved.This research proposes a more effective design method for bus YSC system based on a more accurate tire model.     

基于线性变参数建模的汽车横摆力矩增益调度控制

提出一种基于线性变参数(Linear parameter-varying,LPV)方法的汽车横摆力矩鲁棒增益调度控制方案.建立横摆力矩误差动态模型,选择路面附着系数和汽车纵向速度为调度变量,将误差动态模型转化为关于路面附着系数和汽车纵向速度及其组合的LPV模型,将鲁棒增益调度横摆力矩控制器的设计转化为对多胞模型16个顶点的线性H( 控制器设计.通过求解17个线性矩阵不等式可以求得共同的Lyapunov矩阵,在保证系统二次稳定性和二次H( 性能指标的前提下对每一个顶点离线设计了H( 控制器,在线根据工况加权各顶点控制器获得该工况下的全局控制器.8自由度模型的非线性仿真表明基于LPV的鲁棒增益调度控制器比单一的H( 控制器对工况变化具有更强的适应性.     

主动悬架对汽车防侧翻性能的影响及仿真分析

针对汽车侧翻事故,提出了基于模糊控制策略的主动悬架系统来改善汽车侧翻稳定性的方法,选取车辆悬架左、右侧弹簧的垂向变形量之差及其变化速度作为控制参数,以车辆侧倾角作为防侧翻稳定性的评价指标。建立相应主动悬架的ADAMS仿真模型,通过ADAMS和MATLAB的联合仿真,分析了主动悬架对汽车防侧翻性能的影响。研究结果表明:主动悬架可以有效改善汽车的侧翻稳定性,性能明显优于被动悬架。