面向全制动工况的液压制动双环预测控制策略

为了提高车辆在全制动(非紧急制动/紧急制动)工况下的适应性,提出了一种用于液压制动系统的双环预测控制策略。该控制系统由第一预测控制环、前/后轴制动力分配单元和第二预测控制环3个部分组成。第一预测控制环将部分状态变量进行满足最小相位系统的微分变形,并在性能评价指标中引入包含控制项的无穷小量以满足最优控制的设计条件,解决了现有制动力求取方法在考虑时变车辆空气阻力和滚动阻力的情况下,无法准确预测基于驾驶员制动意图的理想地面制动力的难题。前/后轴制动力分配单元兼顾考虑识别路面附着条件和前、后轮垂向载荷转移的影响,进行了前/后轴理想制动力分配。第二预测控制环以获取理想滑移率为控制目标,采用全信息最优滑模控制算法求取全制动工况下各车轴的理想制动力矩。基于Matlab/Simulink软件通过数值动态仿真验证了双环预测控制策略在不同制动工况下的工作效果。结果表明:本文液压制动双环预测控制策略在非紧急制动时能够准确跟踪目标制动减速度,在紧急制动时可以实现防抱死控制以获得最大减速度,因而具有良好的全制动工况适应性。     

基于制动舒适性的商用车EBS控制策略

基于商用车EBS系统,利用踏板速度辨识驾驶员非紧急制动意图;根据滑移率到达特定值时的附着系数实时识别路面状况;根据路面条件和驾驶员舒适感限值确定最大制动减速度值;并根据前后轴荷和质心位置,对车辆前后轴的制动力进行理想分配,从而建立了基于舒适性策略的EBS系统非紧急制动状态下的控制策略,并通过TruckSim与Simulink联合仿真的方法验证了控制效果。     

混合动力汽车稳定性控制硬件在环仿真研究

建立混合动力汽车硬件在环仿真系统,研究在各种路面状况下的汽车稳定性控制算法。控制算法包括再生制动和液力制动之间的制动力矩分配、车轮滑移率的滑模控制等。在设计的混合动力汽车稳定性控制硬件在环仿真系统中,选取稳定性控制器和执行器(如制动轮缸、驱动电机)为实物,而汽车(受控对象)的运行状态由计算机仿真。仿真结果表明,基于再生制动、液力制动和滑移率联合控制的车辆稳定性控制算法能够在各种路面条件下提高制动性能,如缩短制动距离、减小侧偏角和横摆角速度的误差。     

有人驾驶AWID-AWIS车辆动力学控制研究

全轮独立驱动-独立转向车辆(all-wheel-independent-drivesteering vehicle,AWID-AWIS)的全部车轮均可独立驱动/制动、独立转向,具有驱动冗余,其运动控制一般采用分层控制方法实现。针对有人驾驶AWID-AWIS车辆中的整车动力学控制问题,以驾驶员意图和参考模型产生控制目标,使用扩张状态观测器(expanded state observation,ESO)实时估计系统的"内扰"和"外扰",设计车辆动力学自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC);对不同驾驶意图下的车辆运动进行控制仿真,讨论系统控制能力对驾驶意图的约束问题,指出消解驾驶意图与控制能力冲突的必要性和工作方向。     

电动车辆ABS的改进线性二次型最优控制

为充分利用轮毂电机控制精确和响应迅速的优势,提高电动车辆制动防抱死控制的稳定性,提出一种用于轮毂电机电动车辆制动防抱死系统(ABS)协调控制的改进线性二次型最优控制方法.建立电动车辆纵向动力学模型;结合复合制动系统的协调控制策略,分析现有线性二次型最优控制算法无法用于防抱死控制器设计的原因,提出一种通过构造虚拟阻尼量以及无穷小量来建立黎卡提方程的改进型线性二次型最优控制算法,并据此设计了防抱死控制器.在高附着路面、中附着路面和低附着路面3种不同行驶工况,对分别安装有改进线性二次型最优防抱死控制器和滑模防抱死控制器的电动车辆的紧急制动性能进行了仿真分析.结果表明:在不同附着系数路面行驶工况下,改进线性二次型最优控制算法能够有效提高电动汽车防抱死控制系统的控制精度和响应速度.     

基于集成式线控液压制动系统的轮胎滑移率控制

传统的车辆制动系统很难以轮胎滑移率为直接控制目标,为了提高汽车的主动安全性能,对集成式线控液压制动系统(IEHB)的轮胎滑移率控制机理进行深入研究。在建立IEHB执行机构物理仿真模型与7自由度整车动力学模型的基础上,结合分层控制构架,利用滑移率与制动转矩构成的双闭环非线性控制方法,设计了基于IEHB系统的轮胎滑移率控制器;通过AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真平台,分别在高附着、低附着路面进行高速主动紧急制动仿真试验。结果表明:本文提出的控制方法可有效调控汽车轮胎滑移率。     

硬件在环汽车驾驶模拟器系统开发

为提高硬件在环仿真过程中实时监控的精度,本文基于xPC Target实时仿真实验平台,开发了硬件在环汽车驾驶模拟器系统。采用Matlab/Simulink软件,对车辆参数和道路环境等进行配置,搭建仿真模型,同时结合转向盘转角传感器、制动/油门踏板传感器和数据采集卡等硬件设备,实现外部硬件对虚拟车辆运动的控制,完成相关硬件在环仿真实验。以某型轿车为例,在平坦标准道路上的转向性能进行模拟,对驾驶模拟器系统的性能进行测试。实验结果表明,该系统的实时性和精度满足汽车动力学仿真实验的要求,为研究和开发驾驶辅助系统提供了实验平台,具有广阔的应用前景。     

在冰雪路面上静液驱动履带车辆转向的安全控制策略

在对静液驱动履带车辆转向行驶理论分析的基础上,综合考虑系统可承受最高压力48 MPa、车辆无侧滑、附着力足够(无打滑)等安全条件,设计了在冰雪路面高速履带车辆静液驱动转向控制策略。运用Matlab/Simulink软件对系统进行冰雪路面转向控制仿真分析,仿真结果验证了本文控制策略的可行性和有效性。     

井下轨道车辆液压制动系统设计与分析

针对目前井下轨道车辆机械式制动装置存在制动距离大、操作不方便的问题,采用液压制动系统方案对轨道车辆的制动性能进行研究.首先对井下轨道车辆液压制动系统的驱动结构进行设计,然后利用三维制图软件CATIA对液压制动系统的关键零部件——盘式制动器建立三维结构模型,并利用动力学仿真软件ADAMS对盘式制动器在不同摩擦系数状态下的...     

基于预瞄模糊自适应PID的电动履带自主车辆的轨迹控制

针对研制的无人地面武器机动平台驱动系统的转向及轨迹控制提出了一种解决方法.将机器人的轨迹误差、方向误差纳入控制闭环中直接控制机器人的方向和位置.通过对无刷.直流电动机驱动履带车辆的转向机理与控制的分析,在模糊自适应PID控制的基础上,运用预瞄跟随理论,设计了一个根据预先给定的轨迹来控制电驱动履带车辆自主行驶的转向控制器,结合小型无人地面武器机动平台,进行了仿真实验研究,结果表明了该方法的有效性.     

履带车辆行驶环境与驾驶意图的模糊特征分析

分析了履带车辆行驶状态参数、路面状况和驾驶员操纵信息形成的人-车-路闭环系统,应用采集到的油门开度、车速、加速度、油门开度变化率、累计制动时间等车辆行驶状态参数,运用模糊推理方法,对驾驶员意图和复杂多变的路面状况的模糊特征进行分析,为建立能自动适应复杂行驶工况的车辆智能控制系统奠定了基础.     

Control strategy for hybrid tracked vehicles using fuzzy logic

To solve the problem of power distribution for hybrid tracked vehicles (HTV), a supervisory control strategy is proposed. Firstly, power system integration is analyzed and modeled. Then the control algorithm is given. Two fuzzy logics are used to realize the coordination control over each power unit. One controls power distribution based on the load power and battery state of charge (SOC). The other manage the power during regenerating braking. To validate the presented control strategy, a "driver and controller" in the loop simulation platform is built based on dSPACE system and real-time simulation is made. The simulation results show that the strategy presented can solve the power distribution problem of hybrid tracked vehicles correctly and effectively.     

Slip-Control Strategy of Dual Independent Electric Drive Tracked Vehicle

In order to improve the brake performance of a dual independent electric drive tracked vehicle, a dynamic model for braking situation was established. Then, a sliding model controller(SMC) with an auxiliary system was designed to control the slip and its effectiveness was proved. A hardware-in-loop simulation through MATLAB/XPC was compared with the normal SMC and normal integral sliding mode controller (ISMC), the results show that SMC with the auxiliary system has a better performance:a smaller overshoot and steady state error.The disturbance is suppressed effectively. In the initial speed of 65.km/h, the brake distance was shortened by 3.4% and 6.8% compared with the other two methods,respectively. Finally, initial speeds of 30-36.km/h tests was carried out on a flat soil road. Compared with a no-control brake, the displacement was shortened by 1.8.m. It demonstrates the effectiveness of the slip-control strategy. In the same situation, the error between the simulation and test is 18.1%, which validates the accuracy of models.     

基于横摆力矩控制的电动轮自卸车制动力分配策略

电动轮自卸车在左右附着系数不同的路面进行紧急制动时,会产生干扰横摆力矩,导致自卸车侧滑跑偏。为此,提出了一种基于横摆力矩控制的电动轮自卸车制动力分配策略,该策略采用参数模糊自整定PID控制器,根据横摆角速度偏差值分别调整制动时自卸车左轮和右轮的滑移率,自动分配左轮和右轮的制动力来直接实现横摆力矩控制。仿真分析结果表明:系统能够很好地实现电动轮自卸车制动力的合理分配;采用制动力分配策略后,最大侧滑距离从8.9 m减小为0.72 m。     

Electronic Brake Force Distribution Control Methods of ABS Equipped Vehicles During Cornering Braking

Based on the dynamics of ABS-equipped vehicles during cornering braking, the electronic brake-force distribution (EBD) control methods of ABS-equipped vehicles during cornering braking are proposed. According to the dynamics and the tire model under tire adhesion limit, the stability acceptance criteria of vehicles during cornering braking are proposed. According to the stability acceptance criteria and the ABS control, the EBD control methods of ABS-equipped vehicles during cornering braking are implemented by adjusting the threshold values of tires slip independently. The vehicle states during cornering braking at two typical initial velocities of the vehicle are analyzed by the EBD control methods, whose results indicate the EBD control methods can improve the braking performances of the vehicle during cornering braking comparing with the ABS control.     

非满载液罐汽车制动稳定性的研究

本文主要研究非满载双轴液罐汽车制动时,由于液罐重心位置的变化对汽车制动稳定性影响的问题。文中建立了液罐汽车制动的力学模型和数学模型,分析了使用参数和结构参数对液罐汽车制动距离、前后轮制动抱死时间间隔和同步附着系数的影响。对罐中隔板的安装位置进行了优化,并通过道路试验进行了验证。     

基于LabVIEW的汽车制动性能测试系统

制动性能是评价汽车最重要的技术指标,如何精确获得汽车制动时的性能参数是准确评价汽车制动性能的关键所在,该测试系统采用了目前世界上广泛流行的虚拟仪器开发平台LabVIEW,配之本实验室的汽车四车轮制动性能检测台,能够实时测试与分析汽车制动距离、制动时间、制动力、各个车轮的制动滑移率、制动减速度、制动管路液压波动等参数,具有实时、准确、操作简便、界面美观等特点。     

基于联合控制的汽车驱动防滑系统

为提高前轮驱动车辆在低附着或对开路面上的加速性能,设计了基于节气门与制动干预联合控制的驱动防滑系统.车速较低时选择前后轮速差作为ASR控制量,车速稍高时选择驱动轮滑转率作为ASR控制量.应用扭矩传感器测试了低附着路面的最佳滑转率,设计了基于车轮滑转程度的ASR工况识别方法,开发了针对低附着和对开路面的节气门与制动干预联合控制逻辑,进行了基于捷达GTX轿车的实车试验.试验结果表明,该系统控制逻辑合理,能够对工况做出准确识别,车速较低时将前后轮速差控制在7km/h内,车速稍高时将驱动轮滑转率控制在20%附近,提高了车辆的加速性能.     

静液传动混合动力车辆再生制动研究

为了使发动机工作在最佳效率区并可在车辆减速过程中回收制动能量,以提高车辆的燃油经济性,对并联式静液传动混合动力车辆(PHHV)主要部件的设计准则进行了研究,结合静液传动能量再生系统功率密度大的特点,分析了静液传动混合动力车辆在城市行驶工况下的制动特征,针对PHHV提出了一种新的再生制动控制策略.仿真和试验结果表明:所设计的驱动系统参数匹配较为合理,液压再生制动控制系统可以合理地分配液压再生制动转矩和传统摩擦制动转矩的比例关系,在确保制动安全性的前提下高效地回收制动动能.     

基于变权重系数的LQR车辆后轮主动转向控制研究

为提高4WS汽车LQR后轮主动转向控制器的性能与适用范围,分析不同路面附着条件下质心侧偏角、横摆角速度对汽车稳定性的影响,提出一种基于路面附着系数调整最优控制中半正定矩阵Q权重系数策略.利用模糊控制理论设计变权重系数调节器,实现最优控制参数的自适应调整.通过Matlab/Simulink软件进行闭环双移线仿真试验,结果表明,在不同附着路面上行驶时,所提出的变权重系数LQR后轮主动转向控制器能够改善车辆的稳定性与安全性,保证车辆按照驾驶员预期的理想轨迹行驶,顺利完成双移线试验;相比于LQR后轮主动转向控制器,与标准双移线轨迹之间的误差降低了28.25%.通过硬件在环试验验证了这一控制系统的可行性与实时性.