四轮驱动汽车车轮驱动防滑的牵引力控制仿真分析

为提高全时四轮驱动汽车的整车动力性和行驶稳定性,建立了发动机、轴间/轮间电控限滑差速器及相应的液压控制系统数学模型,设计了发动机目标转矩模糊控制器、轴间电控限滑差速器模糊控制器以及轮间电控限滑差速器PID控制器,提出了基于驱动防滑的全时四轮驱动汽车牵引力控制策略。应用所制定的牵引力控制策略,分别在低附着均一路面、对接路面、分离路面及上坡分离路面上对整车加速性能进行了仿真分析,结果表明,所制定的牵引力控制策略能够根据各驱动轮的滑转状态调节驱动轮的驱动力矩,有效地抑制了驱动轮的过度滑转,提高了汽车在恶劣路面的动力性和行驶稳定性,并有较好的适应性。     

汽车牵引力控制系统的变参数自适应PID控制

合理的驱动轮滑转率控制是保证汽车具有良好急加速驱动性能和稳定性的前提.复杂路面条件下汽车牵引力控制系统对驱动轮滑转率的控制需要基于驾驶员加速驾驶意图判断结果,通过合理协调发动机转矩干预和主动制动来实现.由于驾驶意图和路面附着条件的改变引起汽车动力学参量以及实际控制系统边界条件的改变,使得传统的PID控制的应用受到限制,因而提出一种可变参数的自适应PID控制器,根据驱动轮实际滑转率与目标滑转率的偏差自适应的调整PID控制器中的整定参数值,从而改善PID控制的控制品质,使汽车在复杂路况和工况条件下均能实现良好的驱动轮滑转率控制.根据不同控制参数组合方式,系统可以在发动机转矩控制、主动制动控制以及两种执行器耦合作用等三种控制模式中切换,实现驱动轮滑转率控制的目标.仿真与实车道路试验验证了这一方法的有效性.     

油门控制和驱动轮制动干预相结合的控制方式研究

研究了在低附着路面转向工况下,牵引力控制采用油门控制和驱动轮制动干预相结合的控制方式,油门采用增量PI,制动力采用模糊PID控制方法,并且在Matlab/Simulink环境下进行离线仿真,对仿真效果作了分析.     

神经模糊控制的牵引力系统仿真研究

设计神经模糊控制算法,建立汽车动力学模型,以驱动轮的滑转率为控制目标,通过神经模糊控制算法设计发动机油门控制系统,在MATLAB环境下,对牵引力控制系统作模拟分析。模拟结果显示,新设计的控制系统能够有效控制驱动轮的滑转率,避免过度滑转。     

基于轮胎纵向力的拖拉机目标滑转率选择方法研究

我国是农业大国,随着机械化进程的深入,各种乘用车领域已经成熟应用的技术也为拖拉机所使用,许多拖拉机以期通过配备驱动防滑系统减少打滑,从而提高工作效率。针对拖拉机驱动防滑控制策略中目标滑转率确定及更新策略问题本文提出了以驱动轮轮胎纵向力作为参考依据的目标滑转率更新策略,并使用Carsim/Simulink对驱动轮纵向力滑模观测器和目标滑转率更新策略进行仿真得到驱动轮纵向力估计误差均值为0.012,误差绝对值最大值为0.027。同时,目标滑转率更新策略将目标滑转率确定在当前路面最适合的滑转率附近,为拖拉机牵引力控制算法提供了准确的依据。     

电机驱动力调节的电动汽车驱动防滑系统

为了在小型、没有装备液压防抱死系统的电动汽车上实现驱动防滑功能,采用路面自动识别与经验目标值相结合的方法确定目标滑转率,应用积分分离型PID控制算法控制驱动电动机输出转矩,开发了纯电动机控制的驱动防滑系统。在均一路面、对接路面、对开路面以及棋盘路面上进行了电动汽车驱动加速仿真实验。结果表明,开发的驱动防滑系统能够快速、准确地把驱动轮的滑转率控制到目标的滑转率附近,仿真验证了控制算法和控制策略的有效性。     

用于汽车牵引力控制的复杂路面轮胎—道路附着状态判断

对开附着路面条件下,汽车附着状态识别误差极易引起牵引力控制系统对高附一侧施加主动压力控制,使制动力与驱动力对耗,造成汽车抖振。因此牵引力控制中对复杂路面附着条件识别的准确性和快速性,成为评价控制器鲁棒性的关键指标,也是提高牵引力控制效果的必备因素。提出一种综合的路面附着条件识别方法,该基于模糊逻辑的路面附着识别算法,采用驱动轮左右两侧利用附着系数绝对差和滑转速度绝对差作为输入量,并引入置信度的概念,根据置信度所处区间来判断路面附着状态。通过仿真和实车试验,验证路面附着状态识别方法的有效性和及时性。     

轮毂电机电动汽车ASR仿真研究

车辆在起步或加速时容易发生打滑,驱动防滑控制系统可将驱动轮的滑转率控制在最佳范围内,避免车辆打滑。文章根据驱动防滑控制原理,在simulink中建立了整车模型、电机模型和驾驶员模型,设计了驱动轮防滑控制器,并与carsim进行联合仿真,仿真结果表明,所设计的驱动轮防滑控制器能够有效控制滑转率,防止汽车打滑。     

应用Simulink铰接式车辆牵引力模糊控制建模分析

在车辆运行中,根据不同路面运行状况对牵引力输出进行合理控制,既可提高车辆动力性,又能减小机构之间的冲击和磨损,提高整体寿命。针对铰接式电动轮车辆,采用牵引力控制系统,对车辆运行中的滑转率进行监测,使用模糊控制系统对牵引力进行控制,从而有效控制电机的输出转矩,以实现不同运行路面滑转率的有效控制。搭建铰接式电动轮车辆的整车动力学模型,对转向过程中的动力学方程进行分析;并搭建电机控制模型和适合本系统的牵引力模糊控制器;基于Matlab/Simulink将模糊控制器与整车模型集成整车牵引力模糊控制分析模型,对低附着系数路面、对开路面、高低附着系数对接路面的整车运行状况进行分析。由分析结果可知:车辆在不同附着系数运行时,滑转率模糊控制系统有效减小车轮的打滑程度,使得路面提供的附着力得到最大程度的利用,保证车辆行驶稳定性,提高行车安全性,控制取得很好的效果;分析方法和分析结果为此类研究提供参考。     

轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法

为实现轮毂式电动汽车在弯道的稳定转向,解决传统控制方法对汽车行驶速度的局限性,提出一种高-低速复合电子差速控制方法。当汽车处于低速行驶状态时,根据Ackermann转向模型获取驱动轮期望转速,提出一种模糊PID控制方法,实现轮速的稳定跟踪;当汽车处于高速行驶状态时,以驱动轮的相对滑移率作为反馈控制量,提出一种基于模糊逼近的滑移率优化控制方法,无需建立精确的系统状态空间模型,同时根据LQR理论保证了汽车驱动轮相对滑移率最小。Matlab/Carsim联合仿真证明,所提出的高-低速复合控制方法能够使汽车在不同行驶速度下实现稳定转向。     

基于转矩的低附路面机械式自动变速器控制策略

从机械式自动变速器控制系统所能获取的有限数据,判断行驶路面的附着系数以及车辆轮胎打滑情况,并进行驱动防滑控制;通过发动机转矩、变速器数据、整车状态等对车辆正常的加速度范围进行计算,并和轮速加速度进行比较,以确定车轮打滑情况。根据轮加速度的大小进一步判断路面附着系数。轮胎打滑时,通过对发动机的降扭和离合器的控制,实现驱动防滑的控制;在试验车辆上进行低附路面识别和控制的试验,能够正确识别出路面附着系数。在低附路面起步时,通过打滑时发动机转矩和离合器的控制,避免了车轮连续的滑转,大大提高了车辆的稳定性。这说明该低附路面识别和控制方法是可行的,能够在车上使用。     

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。     

一种基于自抗扰控制的电子差速控制策略研究

电动车辆转向时,复杂路况及车况综合作用下,驱动轮承载更强扰动的负荷,驱动轮滑移运动所占比重不确定性增大,影响行车稳定与安全.为此,设计基于自抗扰控制(ADRC)的电子差速控制(EDC)策略,并利用混沌粒子群优化算法(CPSO)设计控制器参数.构建7自由度整车模型,以滑移率为控制量、驱动轮电机转矩为输出,设计基于CPSO...     

基于机器视觉的工程机械行驶速度的研究

工程机械行驶速度是预测机器的牵引力、滑转损失、牵引效率和滑转率等牵引性能参数时所需要的基本变量，传统的接触式测量方法由于行驶路面条件等因素的影响，所测量的速度值并非是工程机械的实际行驶速度，利用工程机械行驶路面的纹理随机性，提出了基于机器视觉技术的工程机械行驶速度测量方法，该方法通过安装在车体上的CCD摄像机，在连续成像的条件下，通过匹配跟踪得到路面同一纹理特征在相邻两帧图像中的位置，利用摄像机内外参数和成像帧频实时计算得到工程机械的瞬时行驶速度，通过采集路面纹理图像进行模拟实验验证了该方法的可行性。     

基于集成式电子液压制动系统的横摆稳定性控制策略研究

基于装配集成式电子液压制动系统（Integrated-electro-hydraulic brake system,I-EHB）的车辆进行横摆稳定性控制研究。设计了基于直接横摆力矩控制（Direct yaw moment control,DYC）的运动跟踪控制算法,采用线性二自由度车辆模型得到了参考横摆角速度值,与实际横摆角速度值进行比较通过比例积分（Proportional-integral,PI）控制算法计算出附加横摆力矩。将附加横摆力矩进行控制分配,通过单轮制动方式分配至作用车轮,再转换得到各个车轮的轮缸目标液压力值。利用基于轮缸压力均衡控制方法来跟踪目标轮缸压力,通过查表确定当前压力差下的目标增压速率,采用公式法在线性范围内近似拟合占空比随目标增压速率变化关系,以查表求出的目标增压速率作为输入来得到控制电磁阀的占空比。搭建了该系统的硬件在环测试平台,在高低附路面上验证了控制策略的有效性。     

驾驶员理想转向盘力矩特性研究

对驾驶员理想转向盘力矩的影响因素进行分析,提出了一种用以描述稳态转向工况的驾驶员理想转向盘力矩模型。针对三款不同型号车辆进行驾驶员转向盘力矩道路试验, 建立了中国西南地区驾驶员理想转向盘力矩模型,研究结果表明: 一定车速下,驾驶员理想转向盘力矩是转向盘转角或者侧向加速度的增函数,但随着转向盘转角或者侧向加速度的增大,驾驶员理想转向盘力矩增大的程度减缓;一定转向盘转角或者侧向加速度下,驾驶员的理想转向盘力矩与速度近似成线性正比关系;如果车辆的体积、车重相近,道路条件相同,驾驶员理想转向盘力矩与车辆的型号无关。     

汽车TCS控制算法的研究

驱动力控制系统（Traction Control System,TCS）是在制动防抱死系统的基础上发展起来的一套主动安全控制系统,它根据汽车的行驶状况,通过采用适当的控制算法使汽车驱动轮在恶劣路面或复杂行驶条件下也能产生最佳的纵向驱动力,从而提高汽车的驱动性能和行驶稳定安全性能.通过时TCS控制原理的分析,明确滑转率的控制目标,结合TCS的控制方式,阐述TCS的常用控制算法,并对其进行比较,探讨TCS控制算法的选择依据和方法.     

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。