基于滑模极值搜索的无级变速器夹紧力控制策略

针对无级变速器传统夹紧力控制进行优化,提出基于滑模极值搜索的控制策略。建立具有非线性、离散性的滑移率数学模型,并证明无级变速器传动效率和金属带滑移率在一定速比下存在的特殊关系,设计滑模极值搜索控制器。利用该控制器对滑移率最优区域进行监控搜索。通过振荡过滤干扰信号的方式,收敛获取到最优滑移率。其中,以系统失稳的临界值为约束目标,通过主动轮转矩较强的抗干扰能力,显示出该控制系统具有良好的鲁棒性。为验证夹紧力控制策略的有效性及可行性,建立仿真平台及实车试验平台。仿真及实车验证结果表明:滑模极值搜索控制与传统夹紧力控制相比较,传动效率提高7.98%~9.98%,燃油效率提高1.15%,ECE+EDUC工况下系统油耗降低约5.54%。滑模极值搜索控制算法的提出,为满足整车提高燃油经济需求的可靠性、稳定性及优化空间提出了一种新方法。     

金属带式无级变速器液压控制系统对速比特性的影响分析

以金属带式无级变速器液压控制系统为研究对象,根据"力-位置"控制方式建立了液压控制系统的数学模型.在模型仿真的基础上,对金属带式无级变速器液压控制系统中的夹紧力控制阀的控制压力、速比控制阀的开关频率及其额定流量对速比控制特性的影响,和液压系统液压油泵供油特性在速比变化过程中对夹紧力的影响进行了研究.结果表明,夹紧力控制阀的控制压力和速比控制阀额定流量影响了速比响应时间,开关频率影响了速比瞬态响应品质,泵的供油量影响了速比变化过程中系统压力的稳定性.     

基于MPC的无级变速器控制优化策略研究

金属带式无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)夹紧力是影响CVT系统传动效率及整车燃油经济性的重要因素,针对传统控制策略难以准确、合理地获得最优夹紧力控制范围的问题,提出了基于模型预测控制(Modelpredictive control, MPC)的控制策略。根据传动系统运动学原理,建立CVT动态方程及状态空间表达式,设计CVT模型预测控制器。考虑夹紧力具体约束限制,将无约束优化问题转化为二次规划问题,利用预测控制器求解每一时刻的夹紧力最优控制序列,构造最优夹紧力输入。在CVT系统输出侧施加干扰转矩,结果显示系统鲁棒性良好。同时,为验证MPC控制策略的可行性,利用Simulink和AMEsim进行联合仿真,并在紧急加速、紧急制动及综合工况下进行实车验证。结果表明:相较于传统控制,基于MPC的控制系统能够将传动效率提高8.72%～9.23%、油耗降低5.61%,为进一步解决CVT控制问题提出新思路。     

基于安全系数法的无级变速器夹紧力模糊控制研究

夹紧力控制是金属带式无级变速器控制的关键技术之一。绝对安全系数法保证了空载时的最小系统夹紧力,但相比传统方法,其夹紧力余量过大;为了降低系统夹紧力,在绝对安全系数法的基础上提出了夹紧力模糊计算方法。建立了发动机、无级变速器及整车的数学模型和仿真模型,并对起步工况、急加速工况、急减速工况以及循环工况进行仿真计算;分析结果表明,通过对夹紧力的模糊计算,在保证夹紧力余量的前提下,夹紧力平均降低了约5%,提高了整车的燃油经济性。     

基于滑移的金属带式无级变速器夹紧力控制系统的研究

针对金属带式无级变速器(CVT)传统夹紧力控制中夹紧力不合理造成效率低的问题,提出基于滑移的CVT夹紧力控制方法;建立了变速器动态滑移模型;设定了滑移因子来对目标夹紧力进行修正,并设计了滑移因子模糊控制器;最后为了验证所设计的夹紧力控制系统的控制效果,进行了与传统夹紧力控制系统的对比道路实验。结果表明基于滑移的夹紧力控制方法相对传统的夹紧力控制方法响应迅速,超调量小,较好地实现实际夹紧力对目标夹紧力的追踪,并且有效地减小了夹紧力,提高了CVT的传动效率。     

基于滑移率控制的金属带式无级变速器夹紧力研究

针对金属带式无级变速器相对机械式变速器传动效率偏低的问题,使用基于滑移率的金属带夹紧力控制策略进行控制,与传动夹紧力相比,该控制策略降低了夹紧力并保证在任何工况下不打滑,提高了金属带动力传递效率,降低了车辆油耗。从金属带滑移传动机理出发,建立了CVT滑移率动态数学模型,提出了滑移率夹紧力控制策略,并在台架和实车上对基于滑移率夹紧力的控制策略进行了验证,试验表明,基于滑移率的夹紧力控制能提高传动效率8%～10%、降低油耗5.2%。     

等差式液压机械无级变速器的速比控制理论与试验研究

速比跟踪控制是车辆无级变速器控制系统的核心,以等差式液压机械无级变速器为对象开展速比控制理论研究,提出适合于液压机械无级变速器使用的速比控制方法。分析等差式液压机械无级变速器的组成原理,推导出等差式液压机械无级变速器速比关系的一般表达式,获得等差式无级变速器的段位组成方式;结合研究对象具体结构,研究换段时各执行元件的转速关系,提出换段条件;构建速比控制系统的设计框图,分析得到控制器的传递函数,给出控制算法设计方法;对等差两段式液压机械无级变速器进行速比跟踪控制试验,试验结果表明:通过对液压机械无级变速器实施速比控制,能够实现对目标速比的跟踪;当跟踪阶跃速比时不存在稳态误差,跟踪斜坡速比时存在稳态误差。     

最优控制理论在无级变速器控制系统中的应用

金属带式无级变速器能够最大限度地发挥发动机的经济性和动力性,适合在较大排量车辆上应用。在对金属带式无级变速器电液控制系统进行分析的基础上,建立了速比阀控液压系统的传递函数和速比控制动态特性的数学模型,设计出了最优控制器。并运用Matlab软件进行了仿真。仿真结果表明,所设计的控制器能够很好地满足动态特性。为进行CVT系统的台架实验奠定了基础。     

金属带式无级变速传动电液控制技术

无级变速传动是汽车的一种理想传动方式。本文阐述了金属带式无级变速传动的工作原理,介绍了国内外金属带式无级变速传动电液控制技术的发展概况,并设计了电液控制系统。针对金属带式无级变速传动电液控制技术若干关键问题进行了详细分析,包括速比和夹紧力的控制、CVT和发动机的综合控制以及CVT的传动效率等,指出电液控制技术是金属带式无级变速传动的重要发展方向之一。     

基于AMESim的CVT夹紧力控制阀动态特性研究

夹紧力控制阀是金属带式无级变速器(CVT)电液控制系统的重要元件,文中采用比例溢流阀作为CVT夹紧力控制阀,参考国家标准利用AMESim软件建立了夹紧力控制阀及试验系统仿真模型,对夹紧力控制阀的阶跃响应进行了研究,并获取了夹紧力控制阀阻尼孔、粘性摩擦系数、主阀芯质量、主阀弹簧刚度等设计参数对其动态性能的影响规律.     

Design,implementation, and test of skid steering-based autonomous driving controller for a robotic vehicle with articulated suspension

This paper describes an autonomous driving control algorithm based on skid steering for a Robotic Vehicle with Articulated Suspension (RVAS). The driving control algorithm consisted of four parts: speed controller for following the desired speed, trajectory tracking controller to track the desired trajectory, longitudinal tire force distribution algorithm which determines the optimal desired longitudinal tire force and wheel torque controller which determines the wheel torque command at each wheel to keep the slip ratio below the limit value as well as to track the desired tire force. The longitudinal and vertical tire force estimators were designed for optimal tire force distribution and wheel slip control. The dynamic model of the RVAS is validated using vehicle test data. Simulation and vehicle tests were conducted in order to evaluate the proposed driving control algorithm. Based on the simulation and test results, the proposed driving controller was shown to produces satisfactory trajectory tracking performance.     

基于线控电动汽车的驱动转向 一体化控制器研究

Aiming at the problem that recently both the driving strategy for the motor in wheel and steering strategy for the electric vehicle were researched independently,the structure,the control system,the motor in wheel driving control system,the independent steering system, the CAN communication network and the power tube isolation drive were studied,and the integrated controller for the electric vehicle was proposed. Experiments on 5 kinds of vehicle working mode were carried out based on the integrated steering controller driver. The steering and electronic diferential control of tlie normal working mode was focused by experiment. The results indicate that tlie integrated controller can meet tlie real time,accuracy and reliability requirements of tlie electric vehicle. [ABSTRACT FROM AUTHOR]     

分布式驱动智能汽车对开坡道起步双重转向控制

匹配多套分布式驱动系统可以提升智能汽车的动力学控制能力,但该车在对开坡道起步时仍会存在动力性与方向稳定性难以兼顾问题。提出并验证一种结合主动转向与差动转向的分布式驱动智能汽车双重转向控制方法。根据各驱动轮独立可控的特点,分析对开坡道起步时施加双重转向控制的必要性;根据左右轮驱动力不等导致车辆产生差动转向而偏离直行路线的现象,基于模型预测控制设计出前轮主动转向控制器;结合设计的主动转向控制器与已有的分布式驱动汽车转矩自适应驱动防滑控制器,完成双重转向控制器设计;通过仿真分析和实车道路试验,验证了所设计控制器的控制效果。研究表明：施加双重转向控制,可以使分布式驱动智能汽车尽可能充分利用其自身驱动力和路面可提供的最大附着力;同时,能够根据实时的车身姿态参量和所在位置信息计算出相应的附加转向盘转角,通过主动转向使横向偏移量大幅降低。所提出的基于差动转向与主动转向相结合的双重转向控制,可以全面改善车辆的通过性和方向稳定性。     

四轮驱动混合动力轿车经济性换挡规律研究

考虑电机和电池系统的影响,对四轮驱动混合动力汽车进行了经济性换挡规律的研究。通过计算瞬时输出功率下各动力源的等效燃油消耗,让车辆行驶在综合等效油耗率最低的挡位,从而实现了整车燃油经济性最优的目标。运用MATLAB建立整车模型,仿真分析了整车各种驱动模式下的经济性换挡规律,并通过实车试验验证了所提出的经济性换挡规律的有效性。     

基于模糊PID扭矩识别的混合动力汽车优化控制

提出了一种基于模糊PID扭矩识别系数K的计算方法,并利用K对驱动模式进行初步判断。使用粒子群-蚁群组合优化算法对控制策略中的关键控制参数及部分动力系统参数进行了优化。优化后,在保证整车动力性的基础上,油耗和排放都有所降低。对优化后的控制策略进行了硬件在环仿真,仿真结果表明,基于模糊PID扭矩识别的控制策略可以实现基本的能量管理,且控制效果优于未引入模糊PID扭矩识别的控制策略。     

轮毂电机驱动汽车侧向稳定性底盘协同控制

轮毂电机驱动汽车可以通过差动驱动抑制车辆横摆和侧倾运动,从而提高车辆侧向稳定性,但受轮毂电机力矩和地面附着力约束的限制,作用效果薄弱。为提升车辆侧向稳定性控制效果,提出综合差动驱动、主动转向和主动悬架的车身横摆与侧倾稳定性底盘协同控制方法。根据轮毂电机驱动汽车特点,对其侧向失稳机理进行分析,基于模型预测控制设计前轮主动转向控制器;利用所提出的变系数指数趋近率求解期望横摆控制力矩,基于最优控制算法计算侧倾控制力矩;最后,构建集成差动驱动、主动转向和主动悬架的侧向稳定性控制器并完成整车侧向稳定性协同控制仿真验证。研究表明,所提出的底盘协同侧向稳定性控制方法可以有效控制车辆的横摆和侧倾运动,使其收敛于理想控制域,为轮毂电机驱动车辆的主动安全性控制提供了理论支持。     

基于LVQ工况识别的混合动力汽车自适应能量管理控制策略

为提高混合动力汽车的燃油经济性,选取6种典型行驶工况代表“市区”、“郊区”和“高速公路”3类主要工况,采用基于规则的模糊能量管理控制策略,以整车燃油经济性为目标,在3类主要工况下用改进型粒子群优化算法优化发动机联合工作曲线与发动机关闭曲线系数,得到相应的优化后的隶属度函数的参数;运用学习向量量化(LVQ)算法识别车辆运行工况,动态选择相应的模糊控制策略,使混合动力汽车控制策略对选定的几种代表性工况具有自适应性,从而提高整车的燃油经济性。仿真对比结果表明,相比于传统混合动力汽车,燃油经济性提高了3.4%。     

Development of integrated controller for a compound hybrid excavator

This paper presents an integrated control algorithm for a compound hybrid excavator. Both conventional hydraulic excavator and compound hybrid excavator models are developed to compute fuel consumption. The excavator simulation models, which consist of engine, pump and electric components have been validated with test data. To design the hybrid system’s integrated control algorithm which determines the output power of two motor/generators and ultra capacitor, a rule-based control algorithm to improve fuel economy is proposed. Simulation studies have been conducted for a typical digging process to investigate the performance of the proposed rulebased controller. Simulation results show that 26% reduction of fuel consumption can be obtained using the proposed controller to the compound hybrid excavator compared to the conventional hydraulic excavator.     

机电控制无级变速器执行机构动态响应特性仿真研究

为研究夹紧力可调的机电控制无级变速器（EMCVT）电控电动执行机构的可靠性,及其速比和从动带轮夹紧力动态响应的影响因素,采用MATLAB/Simulink构建了EMCVT执行机构的动力学模型,设计了针对EMCVT电控电动执行机构的速比和夹紧力闭环控制器。对EMCVT输入转矩突变和目标速比突变两种工况进行了仿真分析,仿真结果表明：速比和从动带轮夹紧力动态响应的超调量和调节时间满足CVT的使用要求,从动带轮夹紧力响应时间小于1s,速比变化率可以达到2;EMCVT速比和从动带轮夹紧力动态响应的主要影响因素是执行电动机的负载和转动方向。     

Drive control algorithm for an independent 8 in-wheel motor drive vehicle

This paper describes a drive control algorithm based on optimal coordination of drive torque for an independent 8 in-wheel motor drive vehicle. The drive controller improves lateral stability and maneuverability. The drive controller consists of upper level controller and lower level controller. The upper level controller determines front, middle steering angle, additional net yaw moment and longitudinal net force according to the reference velocity and steering commands. The lower level controller coordinates additional tractive and braking forces to guarantee desired longitudinal net force and yaw moment. This controller is based on optimal control theory and takes into consideration the friction circle related to the vertical tire force and friction coefficient acting on the road and tire. Distributed tractive and braking forces are determined as proportional to the size of the friction circle according to the changes at driving conditions. The response of the 8 in-wheel drive vehicle implemented with this drive controller has been evaluated via computer simulations conducted using Matlab/Simulink dynamic model. Computer simulations of an open-loop J-turn maneuver and a closed-loop driver model subjected to double lane change have been conducted to demonstrate improved performance and stability of the proposed drive controller.