基于横摆角速度负反馈的电传动履带车辆原地转向控制策略

针对电传动履带车辆的原地转向问题进行了转向控制策略研究。建立了转向动力学模型,进而提出一种基于横摆角速度负反馈的双侧电传动履带车辆原地转向控制策略,将电机最大力矩作为力矩控制初始值以提高转向响应能力,引入横摆角速度负反馈并通过方向盘转角信号控制负反馈增益;对负反馈函数中的参数M与k对控制效果的影响进行了理论分析,为控制系统的设计提供了依据;进行了MATLAB仿真,仿真结果表明控制策略合理有效。     

基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略研究

为了提高电传动履带车辆的转向控制性能,首先进行了履带车辆转向动力学分析,研究了履带车辆转向特性,进而针对履带车辆转向轨迹可控性差、动态响应慢等缺点,提出一种基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略,将驾驶员转向意图解释为内侧电机制动力矩,并通过模糊算法对外侧电机力矩进行跟随控制,实现稳定的转向轨迹并提高转向响应速度。转向过程中的纵向车速由PID算法进行控制,通过模糊因子来实现模糊控制算法与PID算法之间的融合。仿真结果表明,所提出的控制算法可以实现稳定可控的转向轨迹,具有良好的鲁棒性,与传统转向力矩分配策略相比,该控制算法的动态响应时间缩短约0.7s。     

线控转向车辆转向盘转矩特性研究

车辆线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,车辆转向阻力矩无法直接反馈给驾驶员。从驾驶员偏好转向盘转矩的角度出发,在分析转向盘转矩影响因素的基础之上,提出一种考虑摩擦力矩、阻尼控制力矩、限位控制力矩以及主动回正力矩的线控转向系统转向盘转矩的模型,并通过试验数据对模型中的参数进行辨识。选取双纽线试验和中心区特性试验等进行仿真分析和硬件在环验证。结果表明,所建立的转向盘转矩模型能够保证低速时的转向轻便和高速时的路感清晰,并且很好地描述了车辆在不同行驶工况下的转向盘转矩特性,充分发挥了线控转向车辆转向盘转矩可以根据驾驶员需求自由设计的优势。     

汽车电动助力转向硬件在环仿真系统设计

采用在PC机上虚拟汽车行驶状态，DSP系统根据行车状态实现适时加栽任务，高性能单片机系统实现助力控制。通过对这3个模块的具体设计分析，对自行设计的汽车电动助力转向硬件在环仿真系统进行了全面的介绍，并给出了系统仿真流程。     

双侧电传动履带车辆小半径转向控制策略

分析了双侧电传动履带车辆的小半径转向理论,研究了在给定两侧电机力矩的情况下的转向特性,结果表明原地起步小半径转向工况可以分为三个阶段,第一阶段为固定转向半径的加速转向,第二阶段降半径转向,第三阶段为固定转向半径的匀速转向;有初速的小半径转向工况在转向初期转向半径从无穷大迅速降低并达到稳定值,之后的变化特性便与原地起步转向完全相同。在理论分析的基础上,设计了小半径转向控制策略,在MATLAB/Simulink中进行了转向动力学仿真,表明转向控制策略有效。     

履带车辆液压机械差速转向控制策略研究

针对液压机械差速的履带车辆转向控制,在车辆动力学建模和驾驶员操控信号解析的基础上,提出一种基于驾驶员模型的模糊前馈-反馈控制策略。该控制策略将驾驶员模型输入的归一化方向盘转角及其变化率作为模糊前馈控制输入,对液压系统排量比进行补偿;将实际转向半径与目标转向半径的偏差及其变化率作为模糊反馈控制输入,对液压系统排量比进行修正,从而达到对两侧履带速度的补偿修正。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,模糊前馈-反馈控制能缩短转向动态响应时间,更好地跟踪驾驶员转向意图,且在转向阻力扰动下转向半径的波动明显减小,提高了转向轨迹的稳定性。     

实现履带车辆转向功率机械循环的电传动方案研究

为了降低履带车辆电传动系统所需电机功率,提高电机功率在全行驶工况的利用程度,在分析履带车辆双侧独立电传动方案的优缺点基础上,提出了可实现履带车辆转向功率机械循环的电传动方案.建立了该方案的运动学、动力学数学模型,并进行了运动学、动力学及部件功率需求特性仿真分析,绘制了不同转向工况下的功率流图.采用此方案可以非常有效地降低履带车辆对电机的功率需求.     

基于线控转向系统操作稳定性的研究

针对汽车线控转向系统的操作稳定性问题,研究了固定转向灵敏度型与γ和β联合控制策略,之后设计了基于dSPACE的线控转向硬件在环仿真实验台架对算法进行实验验证.按照国家标准中转向瞬态响应实验中的要求,验证了汽车在此控制策略下的操纵稳定性能     

履带车辆坡道转向特性研究

针对研究履带车辆坡道转向力学特性的必要性和重要性;根据履带车辆转向的运动特点,对履带车辆坡道转向条件进行分析,建立了坡道转向动力学模型,推导出压力中心偏移量、接地面瞬时转向中心偏移量、转向阻力矩、转向所需的制动力和牵引力随着履带车辆方位角的变化关系.通过实例计算,分析了接地面瞬时转向中心偏移量和转向所需的制动力和牵引力的变化规律及不同转向半径和坡度对转向稳定性的影响,指出了导致履带车辆坡道转向的不稳定因素.     

线控转向硬件在环系统设计

LabVIEW FPGA模块具有灵活性、高性能,以及可定制化能力,CompactRIO硬件提供高性能的可重复配置I/O,保证实时性要求,因此利用LabVIEW FPGA模块和CompactRIO硬件作为线控转向硬件在环仿真试验系统的开发工具和基础.首先对试验系统的总体结构和工作原理进行了概述,对系统的实时硬件和软件系统进行了设计.针对线控转向系统的实现必须以路感模拟算法和转向控制算法为基础,对系统路感控制算法和转向控制算法进行了重点设计和仿真试验.结果表明所设计的线控转向硬件在环系统非常适合线控转向系统控制算法的测试,采用的控制算法具有良好的控制效果.     

直流无刷电动机的汽车电动助力转向系统控制策略研究

介绍了管柱助力式电动助力转向系统的组成与工作原理,设计了基于直流无刷电动机的电动助力转向系统控制策略及助力特性。在对直流无刷电动机结构与工作方式深入研究的基础上,设计了助力电动机的转矩控制策略。开发了基于Freescale微控制器MC56F8346的汽车电动助力转向系统控制器,在试验台上进行了转向助力试验。试验结果表明,所设计的控制策略有效,能够获得良好的助力特性。     

基于ADAMS和MATLAB协同仿真的四轮转向模糊控制策略研究

利用MATLAB/Simulink模糊控制工具箱,提出了建立四轮转向控制系统的模糊控制策略。以质心侧偏角及车身横摆角速度作为模糊控制规则的输入,并依此确定后轮转角的输入,建立模糊控制器。利用多体动力学分析软件ADAMS建立四轮转向汽车的整车多体、多自由度模型,并考虑了悬架、转向系统中空间机构的几何非线性,以及轮胎、衬套、弹簧、减震器等部件的非线性。该模型能准确地表达车辆的动态特性,并对所建立的四轮转向整车模型进行智能控制。利用ADAMS/Control接口,进行了模型的集成和协同仿真。仿真结果表明,模糊控制能较大地改善车辆的操控特性,并具有较强的鲁棒性。     

航空发动机高空模拟试验飞行高度模糊PID控制系统

针对我国航空发动机高空模拟试验飞行高度控制动态特性差、鲁棒性能差的问题,提出并建立了仿人工智能(AI)模糊PID参数在线自整定模拟飞行高度控制系统,并进行了半物理仿真(HILS)分析。试验结果证明了所设计的模糊PID控制系统实现了快速度、高精度和宽稳定裕度的统一。     

多轮转向系统转向控制模式综述

介绍了适用于多功能运动型车、卡车、多轴重型车等大型车辆的多轮转向系统的转向控制模式。重点介绍目前多轴重型车辆主要采用的液压式和电控液压式多轮转向系统,结合全路面起重机的多轮转向系统进行了实例说明,对几种转向控制模式的特点进行了总结。     

Development of a Low-cost Hardware-in-the-loop Simulation System as a Test Bench for Anti-lock Braking System

Nowadays validation of anti-lock braking systems(ABS) relies mainly on a large amount of road tests.An alternative means with higher efficiency is employing the hardware-in-the-loop simulation(HILS) system to substitute part of road tests for designing,testing,and tuning electronic control units(ECUs) of ABS.Most HILS systems for ABS use expensive digital signal processor hardware and special purpose software,and some fail-safe functions with regard to wheel speeds cannot be evaluated since artificial wheel speed signals are usually provided.In this paper,a low-cost ABS HILS test bench is developed and used for validating the anti-lock braking performance and tuning control parameters of ABS controllers.Another important merit of the proposed test bench is that it can comprehensively evaluate the fail-safe functions with regard to wheel speed signals since real tone rings and sensors are integrated in the bench.A 5-DOF vehicle model with consideration of longitudinal load transfer is used to calculate tire forces,wheel speeds and vehicle speed.Each of the four real-time wheel speed signal generators consists of a servo motor plus a ring gear,which has sufficient dynamic response ability to emulate the rapid changes of the wheel speeds under strict braking conditions of very slippery roads.The simulation of braking tests under different road adhesion coefficients using the HILS test bench is run,and results show that it can evaluate the anti-lock braking performance of ABS and partly the fail-safe functions.This HILS system can also be used in such applications as durability test,benchmarking and comparison between different ECUs.The test bench developed not only has a relatively low cost,but also can be used to validate the wheel speed-related ECU design and all its fail-safe functions,and a rapid testing and proving platform with a high efficiency for research and development of the automotive ABS is therefore provided.     

基于模糊控制的电动助力转向系统控制方法研究

基于模糊控制的基本原理及模糊控制器的设计方法,对模糊＂PID参数整定的方法进行研究。针对电动助力转向系统,设计了一种模糊自整定PID参数控制策略,利用MATLAB软件对控制算法进行仿真。通过仿真实验,证明了所设计的电动助力转向系统控制算法将PID控制和模糊控制的简便性、灵活性以及鲁棒性相结合,提高了电动助力转向系统的助力控制性能。     

Power control of dual-motor electric drive for tracked vehicles

The fundamental problem of the power control for the driving of a dual-motor drive electric tracked vehicle is analyzed. The tracked vehicle and its electric drive system are mathematically modeled. Power control schemes of the dual-motor drive system is put forward, designed, and analyzed, including the distributed control system and the two control schemes speed-regulation and torque-regulation. The field experiment shows that the two types of drive control schemes realize the driving function of the vehicle feasibly and effectively. Obviously the comprehensive controller and two motors’ controllers are closely coupled in the “speed-regulation” control scheme, in which they must coordinate very well to guarantee the control. Contrastingly, in the “torque-regulation” control scheme, the comprehensive controller and two motors’ controller are not dependent closely when the accuracy and response of the torque controlling is guaranteed. The latter is simpler and more practical than the former.     

TSC无功补偿控制策略研究及仿真分析

针对工厂中负载功率因数较低、电网向负载传输的无功功率较大,而导致电网电能损耗增大,电网电压不稳定的问题,对TSC动态无功补偿的原理和传统控制策略的弊端进行了研究,对基本控制策略、九域图控制策略、模糊控制策略进行了归纳,提出了一种基于模糊控制的改进型九域图无功补偿模糊控制策略,利用Matlab构建仿真模型,对用电负荷大小和功率因数发生突变时改进型控制策略的实时监测和控制性能进行了仿真。研究结果表明,以晶闸管投切电容器作为无功补偿方式的改进型无功补偿控制策略能实时快速地监测电网状态变化,并精准完成电容器投切动作,电网参数在一个电压周期内调整完毕并趋于稳定,功率因数波动幅度小,无过补偿,无投切振荡,系统反应迅速灵敏。     

基于多变量耦合反馈的电动助力转向模糊PID控制策略研究

采用动力学分析方法建立了电动助力转向系统的数学模型,基于数学模型建立了电动助力转向系统的离线仿真模型。在分析经典PID控制方法基础上,提出了一种基于多变量耦合反馈的电动助力转向模糊PID控制方法。利用离线仿真和台架实验对所提出的控制方法进行分析,实验结果表明:与传统PID控制方法相比,所提出的多变量耦合反馈模糊PID控制方法可有效提高电动助力转向系统转向操纵的轻便性和稳定性。