TLC900型运梁车电液转向控制系统的仿真与试验分析

针对应用于高速铁路客运专线建设的TLC900运梁车的关键部分——转向控制系统进行深入研究,阐述转向系统的工作原理,建立转向控制系统的数学模型。根据运梁车的转向原理及转向性能要求,采用分段PID控制策略,并在此基础上运用Matlab中的Simulink软件包对该系统进行动态特性数字仿真,现场试验结果与仿真结果的比较分析证明了该控制方法的可行性,为进一步改善运梁车的转向控制性能奠定了基础。     

FLEXIBLE 2-DOF STEERING MODEL OF MULTI-AXLE HEAVY-DUTY VEHICLE

A flexible two degrees of freedom (2-DOF) steering model of multi-axle vehicle (MAV) is presented with considering the effect of frame flexibility based on the classic 2-DOF model. A method to calculate the frame flexibility is derived by using three moments equation. The steering stability of MAV is analyzed. The steering performance of MAV is also researched in frequency domain. Simulation results show that the dynamic effects of flexible model are more severe than rigid model and the flexible effect of frame will weaken the steering stability of MAV. Different disposals of steering axles lead to different steering characteristics of MAV. The in-phase steering mode improves the steering characteristics and stability at high speed. The anti-phase steering mode increases the steering mobility at low vehicle speed.     

并联式混合动力汽车控制算法的实时仿真研究

提出了一种以转矩管理策略和协调控制算法为主的并联式混合动力汽车控制算法,并利用dSPACE实时仿真的功能,对在Matlab/Simulink和Matlab/Stateflow平台上开发的前向式并联式混合动力汽车系统模型中的控制算法进行了实时仿真研究。实时仿真结果表明,综合了转矩管理策略和协调控制算法的并联式混合动力汽车控制算法可以达到既优化动力系统效率又保持动力传递平稳性的目的。     

汽车方向预瞄式自适应PD控制算法

针对汽车动力学强非线性时变特性及驾驶员行为特性,基于预瞄跟随理论提出了汽车方向预瞄式自适应PD控制算法,并结合仿真计算和场地试验论证了算法的可行性和有效性。算法中建立了可近似描述汽车转向动力学特性的一阶线性参考模型,并实时在线地辨识了参考模型传递函数的参数;由此根据理想预瞄跟随器的结构,进行了PD控制器参数的自整定。该控制算法可较为精确地控制汽车跟随预期轨迹,且自适应控制算法的采用也提高了控制系统的鲁棒性和适应性,从而为智能汽车方向控制系统的研究提供了一条可行的研究途径。     

用临界状态法研究四足步行机的转向态

用临界状态法研究四足步行机的转向步态，提出了研究四足步行机转向的固定临界线法和固定临界点法两种方法，介绍了四足步行机以侧行角α沿半径Ｈ的圆弧转向的步态拟定方法及其稳定性分析方法，还介绍了给定重心移动位置和转角的转向步态的拟定方法。     

四轮驱动汽车牵引力控制算法

提出了实用的四轮驱动汽车牵引力控制算法。在确定控制系统结构的基础上,设计了车速估算算法、油门位置PI控制器和制动门限控制算法。为实现牵引力控制算法的快速开发,建立由传感器、执行器、工控机、采集卡和输入输出电路组成的车载快速开发平台。硬件在环试验和道路试验表明:传感器能准确检测输入信号,控制算法能根据输入信号生成控制指令,执行器能快速、准确产生动作以消除驱动轮过度滑转。     

智能车辆的纵向运动控制

建立使用发动机中等复杂模型和非线性刹车模型的车辆纵向运动数学模型。使用基于模糊逻辑和遗传算法的复杂对象控制器自动设计方法设计刹车控制器,构造一种油门和刹车切换逻辑,再基于刹车控制器和切换逻辑使用自动设计方法设计油门控制器,共同构成纵向运动控制器(LMC)。仿真检验LMC在IV巡航控制和自适应巡航控制中的有效性,结果表明所设计的LMC完全可以满足IV纵向运动高精度、强鲁棒性和平顺性的要求     

非独立悬架汽车转向轮自激型摆振的分岔特性分析

采用魔术轮胎公式,考虑侧偏角和侧偏力之间的非线性关系,建立某国产非独立悬架汽车3自由度摆振模型。以常微分方程稳定性理论和非线性动力学理论为基础,阐明了自激型摆振是一种非线性动力学Hopf分岔后出现的稳定极限环振动现象。首先用Kurwitz行列式计算分岔车速和确定极限环的存在性;再借助Lyapunov第一系数判定极限环的稳定性;最后用Matlab软件仿真计算了极限环的幅值。结果表明:当车速达到46.14 km/h,系数发生了超临界Hopf分岔,出现了稳定的极限环,即车轮绕主销开始作稳定的等幅摆动,极限环的幅值最大达到2.982°;当车速到达70.50 km/h,系数又发生了超临界Hopf分岔,极限环消失。分岔车速和极限环的幅值与该车道路试验测取的摆振车速以及摆振幅值一致,从而验证了结论的正确性。     

基于降阶观测器的四轮转向车辆扰动操纵稳定性控制

考虑在实际中车辆受到不确定情形的外扰及车辆质心侧偏角和侧倾角难以直接测量,建立四轮转向(Four-wheel steering , 4WS)车辆控制系统数学模型,提出一种基于降阶观测器的前轮和四轮转向车辆扰动操纵控制策略,应用最优控制理论设计反馈控制系统,进行高速动态仿真。结果表明该降阶观测器跟踪性能良好、速度快且估计误差小;系统具有良好的动态特性和鲁棒性,4WS车辆更能有效地提高车辆扰动操纵稳定性和安全性。     

机械加工过程模糊控制系统的模糊化新方法及其控制算法研究

提出并研究了一种模糊化新方法及其控制算法。该模糊化新方法,具有2m（m可以足够大）个通用的模糊变量且具有通用的隶属函数;由此所建立的模糊控制算法,具有4m2条推理规则,且这4m2条推理规则可由一个算式统一地显式地表述出来,因而具有通用、简洁等特点,可方便地应用于机械加工过程模糊控制系统中。     

汽车四轮转向系统的非线性控制

基于轮胎的立方非线性，结合汽车四轮转向的力学特性，建立汽车四轮转向的非线性模型，并考虑了非线性干扰和模型误差等未知项的影响，运用鲁棒控制理论的分析方法进行非线性控制设计，得到预期的控制效果，最后进行仿真验证。     

新型汽车道路模拟算法研究

传统的道路模拟算法以识别系统的频响函数矩阵为基础,通过在频域反复的迭代使系统的实际响应逼近于期望响应。认为道路模拟系统本质上是一个自动控制跟踪系统,在此基础上提出了一种新的道路模拟时域控制方法——利用最小方差自校正控制器的自适应控制方法。对提出的算法进行了理论推导,并用试验证明这种方法的正确性和实用性。     

WHEELBASE PREVIEW OPTIMAL CONTROL FOR ACTIVE VEHICLE SUSPENSIONS

ＷＨＥＥＬＢＡＳＥＰＲＥＶＩＥＷＯＰＴＩＭＡＬＣＯＮＴＲＯＬＦＯＲＡＣＴＩＶＥＶＥＨＩＣＬＥＳＵＳＰＥＮＳＩＯＮＳＹｕＦａｎＮａｔｉｏｎａｌＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＬａｂＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ...     

基于遗传算法的AMT车辆起步模糊控制

通过对熟练驾驶员起步过程的分析 ,提出了能反映驾驶员意图的起步模糊控制策略。针对模糊控制器传统设计过程中存在的人为主观因素较多 ,难以进行优化等缺点 ,采用遗传算法对起步模糊控制器隶属函数参数进行优化。并为此建立了起步模糊控制系统仿真模型。用优化的模糊控制器进行实车道路试验 ,取得了满意的效果。     

周期性机械振动主动控制算法

为提高周期性机械装置的隔振性能,减少其对底座(或地面)及周围环境的影响,采用由弹性橡胶和压电堆作动器组成的主动悬置(active control mount, ACM).针对压电堆作动器输出位移较小的情况,设计液压位移放大机构.通过对压电作动器和橡胶主簧性能的分析,建立由主动悬置构成的隔振系统的力学模型.周期性机械振动系统,其周期振动信号可用作控制同步信号,因此控制系统采用基于同步滤波-X LMS(least mean square)算法的自适应控制策略,传递到机座的残余力作为误差信号,实现对周期性机械振动系统的主动控制.计算机仿真实验结果表明,采用这种主动悬置和同步滤波-X LMS算法的主动控制系统,相对于采用普通橡胶悬置的被动系统,明显减少了对底座的力传递,减振效果明显.     

COMPOSITIVE EMISSION CONTROL SYSTEM OF GASOLINE VEHICLE

The working principle of a kind of compositive emission control system is inquired into, which includes exhaust heater, secondary air supplement, exhaust gas recirculation (EGR), thermal reactor and catalytic converter, etc. The purification effect of CO, HC and NOx emission of the gasoline spark ignite (S.I.) engine is studied. The entire vehicle driving cycle tests based on the national emission standard and a series of the gasoline engine-testing bench tests including full load characteristic experiment, load characteristic experiment and idle speed experiment are done. The results show that the system has a very good emission control effect to CO, HC and NOx of gasoline engine. The construction of the system is very simple and can be mounted on the exhaust pipe conveniently without any alteration of the vehicle-use gasoline engine.     

汽车电动助力转向系统的自适应LQG控制

在对汽车电动助力转向系统(EPS)结构形式和性能进行分析的基础上,建立起3自由度的汽车动力学模型。 为克服实际EPS系统中存在的动态行为不确定性,采用自适应LQG控制策略。通过对模型参数的在线辩识,实现 系统的自适应LQG控制。在多种汽车行驶工况下,进行自适应LQG控制和LQG控制的仿真计算。仿真结果表明, 应用自适应LQG控制比LQG控制的EPS有更好的鲁棒性,且能有效改善EPS的助力特性及汽车的转向特性。为 验证仿真结果,还进行装有EPS系统的实车试验。试验结果充分证明了所提方法是正确和有效的,EPS系统可很 好改善汽车操纵性能。     

采用遗传算法的新型节能电磁换向阀的优化设计

采用遗传算法对文献新型节能电磁换向阀进行了优化设计,给出了优化设计数学模型和优化结果,并对采用遗传算法和改进遗传算法进行优化设计获得的结果进行了比较,结果表明遗传算法更适合于求解新型节能电磁换向阀的优化问题。     

柴油机空气系统降秩控制算法的应用范围

发动机空气系统降秩控制算法中,过于苛刻的稳态点选取策略限制了该算法的使用范围,因此需改进稳态点选取策略,改进策略以最大化功率为优化目标。对改进策略所选取的新稳态点进行空气系统特性试验。结果表明,在新稳态点的线性化传递函数是降秩的,仍然适用降秩控制算法。为考察改进策略的控制效果,完成降秩控制器的设计,并通过试验与独立闭环控制进行对比。试验结果显示,瞬态控制过程中降秩控制算法明显优于独立闭环控制,达到了设计目标,说明选取稳态点的改进策略是成功的。