基于转矩分配的电动汽车横摆稳定性控制

四轮驱动电动汽车在行驶过程中,行驶姿态与轨迹仅靠差速控制难以准确跟踪司机指令,路面变化及轮胎非线性会使汽车出现过大摆动、侧滑、过度或不足转向等不稳定问题。针对可能出现的问题,分析了横摆角速度与车辆稳定性的表征关系,提出了基于转矩分配的直接横摆控制策略,轮毂电机均采用直接转矩控制（DTC）,实现高动态牵引,并在稳定性分析...     

四轮驱动电动汽车稳定性预测控制器快速实现

为解决四轮驱动电动汽车在高速情况下易发生甩尾失控的安全性问题,针对整车和执行器间的动力学耦合、控制系统非线性、多变量、实时性等问题,本文采用集中式的控制策略,设计了一种车辆横摆稳定的快速非线性预测控制器,实现了整车横摆稳定和电机转矩分配的一体化控制.为了控制系统的实时实现,将非线性规划问题转化为代数方程组求解,通过解耦预测时域间方程组的耦合关系,实现时域间优化问题的并行求解,提高了控制器的计算速度.最后给出了控制器的硬件并行加速实验,完成了控制系统的硬件在环实验,实现了车辆横摆稳定系统的实时控制.实验结果表明该控制器不仅具有良好的控制性能,而且明显提升了系统实时性.     

四轮独立驱动电动汽车单轮失效稳定性控制

为了解决四轮独立驱动电动汽车驱动系统失效时的转矩分配问题,提出了一种基于规则的驱动力控制分配策略以保证车辆在出现单轮失效情况下的稳定性和动力性.控制器采用双层控制,包括上层控制和下层控制.在上层控制中,根据驾驶员的输入与车辆状态,采用滑模控制理论计算出控制横摆角速度和质心侧偏角的附加横摆力矩.在下层控制中,根据驱动电机...     

车辆稳定控制中的合力计算与分配

控制地面作用于车辆的纵侧向合力与横摆转矩并将其分配到4个车轮,是车辆平面运动稳定控制的方法之一.路面的附着极限决定了合力与横摆转矩的可行域,是该方法的约束条件.本文分析了轮胎的受力特点,在摩擦椭圆理论的基础上,给出了简化的纵侧向力耦合关系.利用非线性规划方法和大量的数值计算,解决纵向合力与横摆转矩可行域的实时估计问题.构造了一种控制结构,外环控制器计算可行的纵向合力与横摆转矩;内环控制器首先将纵向合力优化分配到4个车轮,然后通过调节前轮转角使横摆转矩跟踪期望值.仿真结果表明,采用本文提出的方法对车辆进行控制,能够实现横摆角速度的快速准确跟踪,并使车辆具有良好的操纵稳定性.     

四轮轮毂电动汽车航向跟踪自抗扰控制

设计了一种用于四轮轮毂电动汽车航向跟踪的高性能控制策略,采用双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层.在直接横摆力矩制定层,分析了汽车航向的动态模型,并通过数学变换,创新性地设计了两个串联起来的自抗扰控制器,计算出了跟踪设定航向角所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法.通过Matlab/Simulink仿真验证了所设计控制策略的有效性.     

四轮轮毂电动汽车横摆角速度自抗扰控制

汽车的横摆角速度对汽车稳定性和安全性有较大影响,针对汽车行驶控制时的抗干扰能力,目前还没有特别有效的汽车横摆角速度控制策略;创新性设计了基于自抗扰控制理论的用于四轮轮毂电动汽车横摆角速度的高性能控制策略;首先分析了汽车横摆角速度控制的动态模型,并通过数学变换,将其转换为二阶自抗扰控制器被控对象的标准形式;再设计双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层;在直接横摆力矩制定层,利用二阶自抗扰控制器计算出控制汽车横摆角速度所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法,利用附加横摆力矩得到4个车轮的指令转矩,进而控制电动汽车横摆角速度;最后,通过Matlab/Simulink和汽车动力学仿真软件CarSim联合仿真验证了所设计控制策略的有效性。     

基于CAN总线的底盘综合控制系统设计

设计了基于CAN总线的底盘综合控制系统,主要包括对整车、四轮驱动、转向系统和制动系统的控制器设计。采用CAN总线实现电动汽车各控制器间的通信,并完成了CAN网络应用层协议的制订。在综合考虑相关影响因素基础上,设计了各控制器的硬件,建立伪逆控制分配算法实现常规的控制量分配,以及必要时实现控制再分配,保证车辆的操纵稳定性。系统的仿真结果表明,该系统可有效地完成常规和再分配控制量,兼顾电动汽车的灵活与稳定。     

分布式驱动电动车行驶稳定性控制建模与仿真

针对分布式驱动电动车的行驶稳定性控制问题,利用CarSim和MATLAB/Simulnk软件建立模型并搭建联合仿真平台。设计稳定性控制算法,包括横摆力矩控制、转矩协调控制和驱动防滑控制。以车辆横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,运用滑模变结构控制方法,设计横摆力矩控制器。通过转矩分配算法,对单个车轮施加驱动或制动力,产生稳定横摆力矩,并建立模糊控制器对车轮滑转率进行控制。在仿真平台完成了双移线工况的仿真,结果表明,该算法能提高车辆行驶稳定性。     

汽车电子稳定程序模糊控制仿真

关于汽车安全和稳定性问题,针对汽车电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)是一种主动安全系统.为了提高汽车在转向工况下的侧向稳定性,采用快速控制原型的方法,建立了基于H.B.Pacejka 轮胎模型的三自由度整车模型和车辆参考模型.选取车辆横摆角速度和质心侧偏角作为综合控制变量,设计了模糊控制器,并对某款车型进行了离线仿真和在线实时仿真.结果表明,设计的控制器可以很好的控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角.改进后的方法可以提高控制系统的实时性和稳定性,为ESP的快速开发提供了参考依据.     

牵引车–飞机系统的自适应滑模变结构控制

将自动转向技术应用于牵引车–飞机系统, 并以侧偏位移和相对横摆角作为反馈, 提出一种牵引车四轮主动转向控制策略. 重点考虑牵引车和飞机的侧向和横摆运动, 建立含铰接角在内的牵引车–飞机系统非线性动力学模型. 将牵引车和飞机的轮胎侧偏刚度视为有界的不确定性参数, 将侧向风等因素视为未知的外在扰动, 采用自适应滑模变结构控制方法设计牵引车转向角控制器. 仿真结果表明, 设计出的前、后轮转向控制器能使控制系统同时获得很好的轨迹跟踪性和操纵稳定性, 并且能够有效的克服参数摄动和外界干扰对系统操作性的影响.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.