基于限滑差速器驱动的防滑控制

在分析限滑差速器力矩传递特性基础上,建立了限滑差速器、液压控制系统和后轮驱动汽车整车动力学方程.以驱动轮滑转率和角速度差变化率为控制门限设计了控制逻辑.采用Simulink/Stateflow工具箱,设计了逻辑门限控制器.在分离附着路面上进行了整车加速性能仿真研究,结果表明,基于限滑差速器的驱动防滑控制系统能充分利用高附着路面附着力,有效抑制左右驱动轮转速差,提高车辆驱动性能.     

电控限滑差速器对汽车动力性的影响

设计开发了一种电机式电控限滑差速器,探讨了其结构组成与工作过程,同时基于整车四轮动力学模型,仿真分析了电控限滑差速器对后驱动车辆动力性的影响。结果表明,装有电控限滑差速器的后驱动车辆,在对分路面上的原地起步加速时间和直接档加速时间显著缩短,在对分坡道路面上的最大爬坡度显著提高,其动力性有明显改善。     

行星式混合动力客车的模型预测动态协调控制

行星式混合动力客车在驱动模式切换时会产生较大冲击度,以往基于PID的控制器在模式切换过程中无法有效保证车辆驾驶平顺性.基于此问题,利用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)可以在线滚动优化获得最优控制序列的特点,提出了一种基于MPC的动态协调控制方法,实现发动机的启动控制.依据整车动力学方程和实车历史数据,在Matlab/Simulink平台中搭建基于数据驱动的发动机模型和车辆闭环仿真模型,并将发动机启动过程视为受约束的多目标优化问题,根据系统状态空间方程和优化问题设计基于数据驱动的模型预测控制器,在纯电动模式向混合动力模式切换过程中,与传统基于PID的控制方法以及被动切换展开对比.仿真结果表明,在保证车辆动力性的前提下,相比于PID控制方法和被动切换,在模式切换过程中,基于MPC的动态协调控制方法不仅可以实现发动机的正常启动,还能大幅度降低峰值冲击度,同时使车辆良好地跟随目标车速.本文提出的模型预测控制器可以降低整车冲击度,保证车辆模式切换时的平顺性.     

基于PRLS的坡度估计及轮毂电机车辆转矩分配研究

针对电驱动车辆各个参数互相耦合,参数估计难度大,车辆驱动转矩分配不合理问题。利用四轮轮毂电机驱动电动汽车可以实时获取轮毂电机扭矩、转速及易于实现对各个车轮转矩精准控制的特点,根据整车纵向动力学模型,提出了一种整车质量及路面坡度实时估计递进RLS(PRLS)估计算法。根据整车纵向加速度与估计算法得到的路面坡度作为前、后轴驱动转矩分配的参量,设计了一种前、后轴转矩动态补偿分配控制策略。通过Carsim与Matlab/Simulink联合仿真以及实车试验,验证了文中提出的估计算法的有效性及驱动转矩实时分配控制策略的合理性。     

纯电动城市客车动力系统参数匹配及仿真研究

纯电动客车研制过程中,动力系统参数匹配是保证车辆整车性能的重要环节,决定车辆的动力性和经济性。在理论计算和工程分析的基础上,分析了纯电动城市客车的基本技术参数和设计要求,进行驱动系统结构型式设计,对驱动电机主要参数分析计算并确定选型,建立纯电动城市客车动力系统数学模型,通过仿真试验验证动力系统设计与电机选型方案的可行性。     

增程式电动汽车动力系统匹配与仿真研究

以某款增程式电动轿车为研究车型,根据整车基本参数以及定义的动力性能参数,确定了驱动电机和动力电池的基本参数,并以整车最高车速为目标确定了增程器的标定功率和增程器发动机的输出功率。在此基础上利用ADVISOR软件对该车的动力性能进行仿真分析。仿真结果表明该车动力系统的匹配合理并满足整车动力性能需要。     

电动轮车驱动防滑控制策略的研究

针对四轮驱动电动轮车的研发,设计了基于电机转矩的车轮滑移率估算器,对用于驱动防滑的模型跟踪控制算法（ MFC）和最优滑移率PI控制算法进行了深入分析及优化,设计了基于滑移率估计的模糊控制算法,依据车辆单轮动力学模型对这3种驱动防滑控制算法进行了仿真分析。仿真结果表明：3种控制算法均可充分利用路面附着条件,有效进行驱动防滑控制,使汽车具有较好的稳定性。基于滑移率估计的模糊控制算法使汽车具有较好的动力性;最优滑移率控制算法使汽车具有较好的经济性;模型跟踪控制算法不需要依赖路面识别技术,算法简单,成本较低。     

汽车八自由度模型动态仿真研究

汽车振动系统是一个非常复杂的系统. 为达到准确反映整车振动情况,基于一定假设,在Matlab软件中利用牛顿法建立某汽车八自由度振动模型. 分析整车动态时域响应特性,基于滤波白噪声和二阶Pade算法,建立四轮相关路面模型. 验证路面精确度,并将其作为激励输入整车振动模型,利用Newmark显式积分法进行求解,将各响应量时域信号转化为频域响应信号并与该振动系统的频域仿真对比. 结果证明该模型的可靠性好,求解速度快. 进一步研究车身质心位置、悬架刚度、轮胎刚度和悬架阻尼等因素对驾驶员与车身质心处舒适性的影响,并基于原车参数提出改善整车舒适性的建议.     

某型增程式电动汽车动力参数匹配研究

基于满足不同运行工况下整车性能指标要求,设计并选了增程式电动汽车的发动机、驱动电机、发电机和电池组等各组成部件,在AVL Cruise软件下搭建整车模型,进行样车动力性仿真实验,通过仿真分析结果来确定参数选配的合理性。     

基于虚拟样机技术的电动代步车平顺性研究

介绍一种新型轴距可调式的电动代步车,利用虚拟样机技术建立了整车的动力学模型,在仿真过程中采用柔性车架代替刚性车架以真实有效地模拟振动的传递过程,并在ADAMS中完成路面激励下的道路行驶实验,最后采用客观评价法对该型电动代步车的平顺性作出评价.     

改进的车辆平顺性模型

首次利用坐标变换的方式建立了车辆平顺性系统数学模型,将模型输入信号转换为前、后桥的加速度信号。与传统的整车平顺性模型比较,由于把工程中常用的加速度信号作为模型的输入,不仅提高了模型的计算精度,而且在工程实际中更加具有使用价值;利用等效变换将复杂的轮胎分离出去,也增加了模型的真实性。利用matlab/simulink建立了整车平顺性仿真模型,考虑到板簧刚度、阻尼的非线性,对模型中的复杂输入参数进行了初步探讨。为了验证仿真模型的有效性,进行了相关的整车试验。对比试验数据和仿真曲线,可以看出平顺性模型的仿真结果与试验结果是非常吻合的。     

车辆平顺性的虚拟仿真及试验

运用多体动力学软件建立了包含前后悬架系统、转向系统和轮胎的整车模型,开发了偏频测试及随机路面输入测试的虚拟仿真试验台。利用该试验台对所建立的整车模型进行了偏频及随机路面输入的虚拟仿真测试,并对样车进行了相应的实车试验。仿真与试验的对比结果表明,该车平顺性能比较理想,平顺性仿真模型较为精确,所开发的虚拟仿真试验台是可行的,为分析车辆平顺性提供了一种快速便捷的方法。     

双激励下轮毂电机悬置构型对电动车平顺性的影响

为解决轮毂电机引入电动汽车使车辆垂向负效应加剧的问题,研究路面激励和电机垂向激励耦合下轮毂电机悬置构型对车辆垂向性能的影响. 综合分析国内外电动汽车构型影响规律,比较两种分别以电机定子和电机整体悬置作为动态吸振器车辆构型的平顺性,搭建双重激励计算模型选择优选方案,以车辆平顺性指标均方根值最小为优化目标,应用NSGA-Ⅱ算法对优选方案中动态吸振器的橡胶衬套刚度和阻尼进行优化设计,得到满足要求的构型和匹配参数,并对优化后的车辆构型进行仿真验证. 研究结果表明:两种悬置方案都缓和了由于轮毂电机引入带来的负面效应,而对择优选出的电机整体悬置方案优化后可使车身加速度降低38.53%,轮胎动载荷下降7.94%. 仿真结果证明,针对路面和电机双重激励提出的优化构型及参数,改善了轮毂电机驱动电动汽车的垂向负效应,提高了车辆平顺性和安全性.     

主动悬架 LQG 控制与模糊 PID 控制的比较研究

为了解决主动悬架系统控制问题,建立了1／2车辆主动悬架系统动力学模型,并设计了两种应用于主动悬架的控制器：LQG控制器和模糊PID控制器。 LQG控制器以车身垂向加速度、俯仰角加速度、悬架动挠度、轮胎动位移和悬架控制力作为其性能评价指标。模糊PID控制器将PID控制器与模糊控制器并联,采用了双模糊控制,分别以质心速度及其变化率和俯仰角速度及其变化率作为前、后悬架模糊控制器的两个输入;输出分别为前、后悬架的控制力。将分别应用这两种控制器的主动悬架在Simulink中仿真,结果表明两种控制器均能很好地改善汽车平顺性和乘坐舒适性。通过对两种控制的综合比较,模糊PID控制更具有实用性。     

车辆座椅次优控制主动悬架设计及分析

为了进一步提高车辆乘坐舒适性,同时有效地解决线性二次型高斯最优控制器在实际应用中存在的待测状态变量多、路面参数获取困难、应用成本高等问题,基于1/4车辆座椅主动悬架系统模型,设计了一种基于次优控制理论的车辆座椅主动悬架,并对不同待测状态变量下的车辆座椅次优主动悬架的性能进行了探讨,进而得到了基于次优控制理论的车辆座椅主动悬架的最优控制策略.在此基础上,通过与传统车辆座椅被动悬架、最优控制主动悬架进行对比分析,对所设计的座椅次优控制主动悬架的应用效果进行了验证,为车辆座椅主动悬架系统设计提供了一种新的技术思路.     

Observer-based hybrid control algorithm for semi-active suspension systems

In order to improve ride comfort and handling performance of the vehicle, an adaptive hybrid control algorithm is proposed for semi-active suspension systems. The virtues of sky-hook is combined with ground-hook control strategies and a more suitable compromise for the suspension systems is chosen. The hybrid coefficient is tuned according to the longitudinal and lateral acceleration so as to improve the vehicle stability especially in high speed conditions. Damping continuous adjustable absorber is used to continuously control the damping force so as to eliminate the damping force jerk instead of traditional on-off control policy. Based on suspension stroke measured by sensors, unscented Kalman filter is designed to estimate the suspension states in real-time for the realization of hybrid control, which improves the robustness of the control strategy and is adaptive to different types of road profiles. Finally, the proposed control algorithm is validated under the following two typical road profiles: half-sine speed bump road and the random road. The simulation results indicate that the hybrid control algorithm could offer a good coordination between ride comfort and handling of the vehicle.     

基于模糊PID控制器的1/2整车半主动悬架仿真研究

通过抽象简化建立1/2整车半主动悬架数学模型,并在MATLAB软件中搭建仿真模型;计算出被动悬架的簧载质量、速度及其变化率,并作为主动悬架控制的输出量。半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整。研究结果表明:采用模糊PID复合控制器的半主动悬架在不同车速阶段,对改善整车的总体性能有明显作用,车身垂直加速度、车身俯仰角加速度、前后悬架动行程改善明显,提升了整车在不同车速范围内的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

Torsional stiffness modeling and optimization of the rubber torsion bushing for a light tracked vehicle

Taking the rubber torsion bushing of a certain type of all-terrain tracked vehicle as the research object, a theoretical model of torsional stiffness was proposed according to the non-linear characteristics of rubber components and structural feature of the suspension. Simulations were carried out under different working conditions to obtain root mean square of vertical weighted acceleration as the evaluation index for ride performance of the all-terrain tracked vehicle, with a dynamics model of the whole vehicle based on the theoretical model of the torsional stiffness and standard road roughness as excitation input. Response surface method was used to establish the parametric optimization model of the torsional stiffness. The evaluation index showed that ride performance of the vehicle with optimized torsional stiffness model of suspension was improved compared with previous model from experiment. The torsional stiffness model of rubber bushing provided a theoretical basis for the design of the rubber torsion bushing in light tracked vehicles.     

基于改进天棚阻尼的半主动悬架系统动力学与电磁兼容特性分析

磁流变阻尼器(MRD)对实现智能车辆悬架系统具有重要的应用价值. 在建立整车7-DoF悬架系统模型和修正的MRD Bouc-wen滞环模型基础上,应用磁流变(MR)“四分之一”车辆悬架系统的改进型天棚阻尼控制策略,设计了一种对整车4个MR悬架子系统进行独立控制的半主动异步控制器,并考虑整车前、后轮的间距,应用带延时的谐波和平滑脉冲,及实测的随机路面信号作为路面对车轮的激励输入,对MR悬架和被动整车动力学系统的垂直、俯仰和侧倾运动性能进行了系统的比较研究,同时验证了控制器的电磁兼容特性. 结果表明:提出的基于天棚阻尼策略的半主动控制器能理想地改善MR整车悬架系统的乘坐舒适性和操纵安全性等多目标悬架性能,其控制电流的传导与辐射噪声均满足国家标准要求,为进一步开展MR智能车辆悬架系统的半主动解耦控制研究奠定了理论基础.