主动横摆控制在车辆横向稳定性中的应用研究

以汽车系统动力学为基础,在Matlab/simulink中建立了八自由度整车模型。针对汽车实际转向时存在的非线性特点,以线性二自由度半车模型作为参考标准,结合对车辆稳定性控制原理的分析,设计了以车身横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的联合模糊控制器。采取效率车轮单独差动制动以产生附加横摆力矩的策略,最后在两种典型的试验工况下对整车模型进行仿真。仿真结果表明,采用此策略能够切实可行地实现对车辆行驶稳定性的控制,提高了车辆的横向稳定性。     

基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学研究

为了提高汽车的抗侧翻能力,以四自由度汽车模型为基础,研究分析了横向载荷转移率(LTR)与汽车运动参数的相互关系,提出了一种基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学模型,在此基础上研究分析了差动制动时制动力大小对汽车防侧翻性能的影响,此项研究成果补充了汽车差动制动防侧翻控制理论.仿真结果验证了所建立动力学模型的有效性.     

车辆动力学稳定性系统变结构滑模控制研究

探讨了转弯车辆行驶在极限运动工况下时，依靠施加各车轮不同纵向制动力从而产生辅助横摆力矩来提高车辆动力学稳定性的基本原理，推导了两自由度车辆横向动力学方程，提出了车辆侧滑速度的3种实时估计方案（积分法，代数法和Luenberger观察器法），视实际车辆前后轮胎侧偏刚度为有界不确定性参数，为跟踪线性两自由度理想车辆模型的稳态输出响应，设计了车辆动力学稳定性变结构控制策略，通过仿真验证了该方案可行性。     

基于滑模变结构控制的车辆稳定性研究

直接横摆力矩控制(Direct Yaw Moment Control,DYC)能在极限工况下产生维持车辆稳定行驶所需的附加横摆力矩,从而提高车辆的主动安全性能。采用"Dugoff"轮胎模型,运用MATLAB/SIMULINK软件建立了十六自由度非线性车辆模型和二自由度参考模型,基于滑模变结构控制理论,分别设计了以横摆角速度为控制变量的DYC控制器和以质心侧偏角为控制变量的DYC控制器,并在极限工况下进行仿真。仿真结果表明:所设计的控制器能有效控制车辆的横摆角速度和质心侧偏角,提高了车辆的操纵稳定性。     

多轮独立电驱动车辆横摆稳定性滑模控制研究

以某型多轮独立电驱动车辆为研究对象,针对车辆稳定性问题,提出了基于横摆角速度和质心侧偏角联合控制的横摆力矩滑模控制方法.控制器采用分层控制结构,控制器上层基于滑模控制理论,首先分别独立控制质心侧偏角和横摆角速度,分别得出附加力矩目标值,而后加权求和得到附加横摆力矩目标值,其中加权函数能够动态反映车辆行驶状态;控制器下层...     

基于滑模控制的车辆纵横向耦合控制

在车辆动力学分析的基础上，建立了以纵向速度、横向速度、横摆角速度为状态变量的车辆纵横向耦合的动力学模型。以发动机扭矩（或制动力矩）和前轮转角为控制目标，车辆与前导车的纵向距离误差以及相对预瞄路径的横向距离误差作为输入参数，采用滑模控制、动态表面控制方法来设计控制器，并通过仿真计算比较了耦合与解耦两种情况下的纵向、横向位置误差。结果表明，耦合控制取得了较好的效果。     

高速车辆车道偏离辅助控制研究

针对高速公路上因驾驶员注意力不集中或疲劳容易发生车辆偏离车道事故的问题,提出基于动态车辆横越车道线时间(Time to lane crossing,TLC)触发阈值的辅助控制决策策略和基于差动制动的车道偏离辅助控制方法。根据车-路航向角偏差、路面附着、车速、驾驶员反应时间及执行机构响应时间实时计算动态TLC触发阈值,进行预警和辅助控制决策。在辅助控制决策的基础上,基于预瞄点处的车-路偏差、车辆状态和道路附着限制计算期望的横摆响应,设计滑模控制器控制辅助横摆力矩,通过差动制动产生横摆力矩,使车辆横摆响应跟踪目标值,达到车道偏离辅助控制的目的。在Carsim/Simulink联合仿真平台上对基于差动制动的车道偏离辅助控制方法进行仿真试验,研究结果表明所提出方法将车辆限制在车道范围内,有效避免车道偏离事故发生。建立由CarsimRT/LabviewRT实时平台及转向、制动执行机构组成的车道偏离辅助控制系统快速原型试验台架,对基于差动制动的辅助控制方法进行台架试验,其结果与Carsim/simulink联合仿真结果基本一致。     

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。     

基于滑模变结构控制的车辆动力学稳定性控制研究

提出了车辆动力学稳定性控制的控制目标,基于滑模变结构控制理论,并综合考虑主动制动车轮的滑移率对车辆稳定性的影响,设计了车辆动力学稳定性控制器;基于ADAMS/Car和MATLAB/Simulink联合仿真平台,分别采用阶跃转向工况和单移线工况进行了联合仿真,验证了该控制器的正确性。研究成果为实际车辆动力学稳定性控制系统设计提供了理论依据。       

基于积分滑模控制的分布式驱动电动汽车横向稳定性研究

为满足分布式驱动车辆在不同行驶工况下的良好操纵稳定性需求,基于横摆角速度控制分别设计了侧重于改善车辆操纵性和横向稳定性的2种横向动力学控制目标。首先,根据可拓控制器设计2种横向动力学控制目标的动态权重系数,且以质心侧偏角和路面附着系数为调整参量进行实时动态调整;然后,利用积分滑模控制器计算出所需的附加横摆力矩并将其合理分配到4个独立驱动车轮进行驱动控制;最后,通过硬件在环试验平台进行试验分析,结果表明该控制策略能够很好地提高车辆操纵性和横向稳定性。     

四轮转向汽车稳定性系统变结构控制研究

根据直接横摆力偶矩控制原理,按照滑模变结构控制理论,分别建立了基于质心侧偏角和横摆角速度这两个控制变量的三种具有针对性的控制策略.在Simulink仿真平台上,对不同工况下汽车稳定性控制策略及控制参数等因素对控制品质的影响进行了研究.     

基于滑模变结构理论的车辆主动横向稳定杆控制

为实现对车辆的侧倾控制,自主设计了主动横向稳定杆（AARB）装置。针对车辆在侧倾中存在的非线性、时变性特点,采用滑模变结构控制理论建立了滑模控制器从而实现对理想侧倾角的跟踪,并采用鱼钩与双移线转向工况进行了仿真试验。仿真结果表明,该主动横向稳定杆装置与传统被动横向稳定杆装置相比,能有效减小车辆的侧倾,同时具有良好反馈特性以,有利于驾驶员对车身姿态的判断,从而大大提高了车辆行驶的安全性与乘坐舒适性。     

电动自行车回馈制动滑模控制研究

回馈制动是提高电动自行车续驶里程的有效方法,为了克服电动自行车运行时参数摄动、工况负载变化大等不利因素,引入滑模控制理论,设计了电动自行车能量回收系统滑模控制器.仿真结果表明滑模控制器比传统PI控制器具有更好的稳定性、更强的鲁棒性和抗干扰能力.     

改进型ABS对汽车侧向稳定性的影响

汽车转弯制动时,由于左右车轮载荷的变化,经常导致车辆过多转向而丧失方向稳定性,可以通过改进汽车上普遍采用的ABS制动防抱死系统的控制策略来保持车辆在转向制动时的侧向稳定性。通过对传统ABS系统和改进型ABS的详细比较,说明了可在传统的ABS系统的基础上,通过修改控制策略中弯道内、外侧车轮的目标滑移率来实现汽车横向稳定性的控制,使ABS部分代替ESP的作用。     

小曲率路面车辆差动转向与横摆稳定性集成控制研究

为减小车辆在前轮转向系统失效的负面影响,保证转向系统的瞬态控制性能,本文提出差动转向控制与横向稳定性控制相结合的控制方法,通过调节左右轮毂电机转矩形成横摆力矩,实现对系统完全失效车辆的转向控制与横向稳定性控制。首先设计基于LQR差动转向控制器跟踪参考前轮转角与参考横摆角速度,保证车辆轨迹跟踪能力,然后设计基于模糊PID横向稳定性控制器跟踪参考质心侧偏角,保证车辆横摆稳定性,两者构成双闭环控制系统将控制量最终转化为横摆力矩,实现车辆的集成控制。最后通过Simulink-Carsim联合仿真验证,仿真结果表明差动转向系统能够在前轮转向系统失效情况下实现车辆转向控制,并在横向稳定性控制系统的作用下有效地提高了车辆瞬态控制性能。     

基于模糊滑模控制的再生制动系统稳定性分析

针对电动汽车再生制动系统稳定性问题,将模糊滑模控制技术应用于再生制动过程的稳定性研究。分析了再生制动过程中3种制动模式之间的相互关联以及动态演化,并综合考虑车辆制动稳定性及制动能量回收率,提出了电机再生制动力和前后轮液压制动力协调控制的最大化制动力分配策略;以滑移率为控制目标,将模糊控制与变结构控制相结合,建立了基于电机再生制动的稳定性模糊滑模控制策略;依据实车参数,对控制策略模型进行了仿真分析。研究结果表明,模糊滑模控制实现了电动汽车制动模式的合理切换,并验证了控制策略的有效性。     

爆胎汽车稳定性控制的模糊滑模控制算法研究

汽车在爆胎过程中会出现侧倾、侧翻和甩尾等危险情况,严重威胁了行驶汽车的安全性。为了保证爆胎汽车在行驶过程的稳定性,提高爆胎汽车的鲁棒性和自适应性,在目前汽车爆胎控制算法研究的基础上,提出了一种模糊滑模控制算法。利用UniTire模型建立了爆胎汽车的轮胎模型,并运用Carsim软件搭建爆胎汽车的整车模型。设计了模糊滑模控制器对横摆力矩进行非线性控制,再根据传统的电子稳定性控制理论,对各个车轮施加不同的制动压力,来保证爆胎汽车的稳定运行。在直行与弯道工况下,利用Carsim软件与Simulink模型进行联合仿真实验。实验结果表明,设计的控制器能够有效的提高爆胎汽车的稳定性,汽车的横摆角速度、质心侧偏角、侧向加速度和侧向位移都明显减小。     

汽车侧翻预警报警装置的研究

阐述了汽车侧翻的危害,以及我国汽车侧翻预警装置的研究现状。简述了汽车侧翻预警报警装置的工作原理,提出了一种基于侧向加速度和基于横向载荷转移率为侧翻判断条件的侧翻预警的方法。指出侧向加速度和横向载荷转移率是开发实用汽车侧翻预警报警系统的关键技术,并对汽车侧翻预警报警装置的实用性进行了探讨。     

电子机械制动系统等效模糊滑模控制研究

建立了基于电子机械制动(EMB)系统的车辆单轴模型。针对制动过程非线性和路面状况复杂多样的特点,提出以滑移率为控制目标,设计了基于等效控制的模糊滑模控制器。利用模糊规则对滑模控制的抖振进行了有效的控制和消除。对该控制器进行了一定初速度下引入模糊逻辑前后的仿真对比和一定初速度下不同路面制动的仿真。结果表明,该控制器具有较好的可行性和有效性。     

车辆主动悬架自适应模糊滑模控制研究

针对主动悬架系统具有的非线性和不确定性,结合滑模控制的鲁棒性和模糊控制的优势,建立自适应模糊滑模控制策略。确定滑模切换面参数,应用切换控制方法和函数逼近技术改善滑模运动的动态品质,并利用模糊语言达到控制悬架振动的效果。以车辆1/4主动悬架动力学模型为对象进行仿真,结果显示,与传统的模糊控制相比,自适应模糊滑模控制能有效地改善路面变化对悬架的影响。