四轮驱动车辆路面附着系数实时估计

针对目前无法直接测得车辆路面附着系数的问题,通过设计扩张状态观测器及利用递推最小二乘法来实时估计该值。建立7自由度车辆模型,给出车轮受力平衡方程,设计二阶非线性扩张状态观测器。根据轮胎驱动转矩及车轮转速估计当前利用附着系数,并对观测器进行仿真。结果表明,观测器能够有效观测利用附着系数。在已观测出的利用附着系数的基础上,推导了利用附着系数与峰值附着系数间的递推公式,利用递推最小二乘法设计峰值附着系数估计器,并在Matlab／Simulink中进行仿真。结果表明,估计器可以较为快速有效地实现峰值附着系数识别,较为准确地实时估计附着系数。     

基于虚拟试验的路面附着系数估计

将滑模观测器和卡尔曼滤波器相结合对汽车轮胎纵向力进行了估计,在此基础上采用带遗忘因子的递推最小二乘算法和CUSUM变化检测算法对路面附着系数进行了估计.通过在ADAMS/Car中的路面编辑器构造具有不同附着系数的路面测试环境,不仅验证了提出的方法对不同附着条件下的路面进行附着系数估计的可靠性和有效性,而且还表明slip...     

轮胎-路面侧向附着动力学数学模型

轮胎-路面侧向附着动力学数学模型用来描述侧向附着系数与车轮滑动率的关系.通过把侧向附着系数表述为车轮滑动率的函数及全面考虑各种基本参数,如路面状况、车速、侧偏角、法向载荷、车轮外倾角和车轮滑动率等对侧向附着系数的影响,对 Pacejka 的模型进行了根本的变革.从而能使它们适用于轿车各种制动工况的研究.和前人有关的数学模型相比较,新模型具有实际应用意义.     

基于路面辨识的主动避撞系统制动性能

为了避免路面差异给制动系统带来的困难,改善压力控制迟滞现象。本文设计了一套路面峰值附着系数辨识算法及单神经元PID压力控制器,并深入研究了路面对于制动性能的影响,比较了基于路面峰值附着系数的最大制动力与ABS最大强度制动的制动效果。通过Matlab/Simulink仿真验证了辨识算法的有效性,并将两种压力控制器进行了对比,再利用CarSim/Simulink联合仿真分析了不同路面附着条件下两种制动系统的制动性能。仿真结果表明,该辨识算法具有较高的精度,误差控制在5%左右;所设计的压力控制器响应迅速,超调量较小,且无稳态静差;随着路面附着条件的变差,ABS制动性能下降,而基于路面辨识的制动系统仍具有较好的制动效果,呈现明显的优势。     

车辆路面附着条件自辨识模型研究

车辆的主动安全性问题和操纵稳定性问题受到广泛的关注,自主辨识道路附着条件可有效提高车辆在行驶过程中的安全稳定性.实时识别道路的状况,有利于车辆稳定性控制系统、防滑控制系统充分利用极限驱动力或制动力,保证车辆行驶安全性.以冰雪及湿滑等路面的附着条件辨识为重点研究内容,通过采集相关参数,利用模糊控制器对车辆动、稳态操控输入条件下车辆的响应辨识路面附着条件.     

用于纵向道路附着系数评估的简化轮胎模型

在分析试验数据和Pacejka的魔术公式的基础上,提出了一种含有3个参数的纵向道路附着系数计算模型,并给出了公式中各未知参量的计算算法。与目前应用的一些经验模型相比,该模型和魔术公式形式类似,并具有结构形式简单、需拟合参数少、计算量小的特点,能够较好地描述道路纵向附着系数随车轮滑移率及其他因素产生非线性变化的规律。通过仿真计算与试验结果以及与魔术公式拟合结果的比较,验证了该模型的有效性。     

采用UKF算法估计路面附着系数

为了能够迅速准确获取当前道路信息以提高汽车主动安全性能,提出一种实时跟踪路面附着系数变化的汽车状态估计方法.建立包含Pacejka 89轮胎模型的七自由度非线性汽车动力学模型,通过动力学模型估算出前后车轮垂直载荷,结合轮胎力学模型和UKF(Unscented卡尔曼滤波)算法对轮胎纵向力和滑移率进行估计,进而得到不同附着系数路面条件下的Slip-slope(ρ-S曲线斜率),建立了几种典型路面附着系数与Slip-slope之间的映射关系.应用ADAMS/Car中的路面编辑器构造具有不同附着系数的路面测试环境,验证了提出的方法对突变附着系数估计的可靠性和有效性,表明Slip-slope理论在ADAMS/Car的虚拟试验中同样可以再现.     

轮胎侧偏角对路面车辆附着性能的影响

轮胎侧偏角对路面车辆纵向和侧向附着系数的峰值和最佳滑转率有重要影响，本文依据实验数据建立回归方程来描述它们之间的依赖关系。纵向烽值系数和侧倔角呈线性关系，侧向峰值系数和侧偏角呈复杂的函数关系；侧偏角对纵向最佳滑转率的影响呈指数函数关系，而对侧向最佳滑转率几乎没什么影响。     

基于积分滑模的电子机械制动系统ABS控制

为解决传统制动系统逻辑门限控制存在逻辑复杂且难以充分利用路面附着的问题,以及ABS存在的非线性、不确定性问题,提出了一种基于路面识别的ABS控制策略应用在电子机械制动系统。首先,通过Simulink建立1/4车辆制动模型;其次,分析附着系数在不同路面存在的差异性以及附着系数和车轮角减速度的变化规律,设计了一种高效且准确的路面识别算法来估算当前路面的最佳滑移率;最后,设计了基于积分滑模控制的ABS控制策略跟踪最佳滑移率。仿真结果表明：路面识别算法识别响应快、识别准确度高;所设计的ABS控制策略能够稳定跟踪最佳滑移率,对不同路面工况具有较强的适应性。与基于逻辑门限控制的传统制动系统相比,在单路面条件下制动时间减少了11.89%,制动距离缩短了12.7%;在变路面条件下制动时间减少了17.8%,制动距离缩短了19.9%。     

基于车辆响应的路面不平度识别方法

针对路面不平度识别的问题,研究了基于车辆响应的NARX神经网络识别方法及其适用性。建立了汽车振动系统4自由度平面模型,通过仿真获得车辆响应和车轮路面不平度。对于NARX神经网络及其应用选择、输入方案优化和评价指标进行了研究,提出了车辆响应选择和组合优化的解决方案。采用NARX神经网络识别了常用的B级路面和车速为60 km/h下某轿车的前轮路面不平度,其相关系数和均方根误差分别达到96.75%和0.003 3。考虑了训练采样点数、车辆响应随机噪声、车速和路面等级的变化对训练完成的NARX神经网络效果的影响,说明了基于车辆响应识别路面不平度的NARX神经网络方法的适用性。研究结果表明,采用正交试验设计确定NARX神经网络优化输入方案和基于车辆响应识别路面不平度取得了满意的结果,两者具有良好的适用性。     

4WID电动车附着系数的实时估算算法与试验验证

为了研究四轮独立驱动(4 Wheels Independent Drive,4WID)电动车的驱动防滑系统,需要实时计算车轮附着系数。提出一种基于扩张状态观测器的估算方法,对4WID电动车的利用附着系数进行实时估计。首先对车辆的滑转状态进行动力学分析,将含有纵向力的项视为滑转系统的扩张状态,设计了二阶非线性扩张状态观测器。然后将轮毂电机转速信号和扭矩信号作为输入信号,实时估算车轮的纵向力,进而计算出车轮的利用附着系数。最后设计了4WID电动车四轮低附着系数路面实车打滑试验对该方法进行验证。结果表明:该方法能够实时估算出车轮的纵向力,计算出的利用附着系数与实际值相近。     

基于精确曲面裁剪模型的刀位算法研究

在精确曲面模型对零件表面的表示是准确的这一理论基础上完成了刀位的准确计算，改变了过去刀位数据的生成是在近似模型的基础上完成的状态。研究并重新构造了精确曲面裁剪模型的数据结构、裁剪原理。提出了基于参数域的刀位规划和基于实空间的刀位规划概念，并构造了一个基于精确曲面裁剪模型的刀位生成方法库。     

基于DYC-TCS的电动轮轿车在低附着路面起步性能

针对汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,直线加速行驶时,易出现摆尾等失控现象,根据电动轮式四轮驱动汽车驱动力矩独立可控的特点,提出基于PID控制算法,结合DYC-TCS控制策略,控制内、外侧车轮的驱动力矩,实现整车操纵稳定性最优.在Adams/View中建立了四轮驱动汽车的模型,与Simulink进行了联合仿真.结果表明:汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,进行直线加速试验时,采用DYC-TCS控制策略,明显优于传统的无DYC-TCS控制策略的方案,也优于仅有TCS控制的方案.采用DYC-TCS策略后,最大横摆角速度仅为传统的无DYC-TCS控制策略方案的4%,最大侧向位移仅为5%.     

基于车辆脉冲响应的路面不平度识别方法

基于车辆脉冲响应,提出了利用车辆动态响应识别路面不平度的方法。首先,以路面不平度为输入,推导了基于脉冲响应函数的车辆响应计算公式。然后,将脉冲响应函数离散为矩阵的形式,建立了基于脉冲响应矩阵的不平度识别线性方程。同时,考虑前、后轮所经历的路程存在一段重合的特点,构建了前、后轮位置相关性矩阵,降低了待识别的未知数数目。接着,鉴于不平度一般为连续函数的特点,利用荷载形函数的思想,进一步降低待识别的未知数数目,并提高对噪声的鲁棒性,实现路面不平度的实时识别。最后,利用数值仿真和试验验证了本文方法的有效性。     

基于省道切割的三维服装曲面展开算法

本文在基于能量模型的曲面展开算法基础上,研究了服装曲面上省道的添加算法.首先,在不定义省道的情况下,对三维曲面进行展开;依据展开结果,在相应的变形部位添加省道.计算结果表明:该算法能有效解决复杂曲面的展开问题,尤其是对于服装曲面而言.     

基于惯性质量模拟的汽车ABS检测方法

基于用不同附着系数的滑移层模拟不同附着系数路面的思想,提出了用输出扭矩可变的电磁滑差离合器来模拟不同附着系数路面的整车ABS台架检测方法及无级模拟汽车惯量的电模拟方法,设计了基于ABS检测台的双输入单输出的模糊控制器。仿真分析结果表明,该方法是正确和有效的。     

基于混合优化方法的UniTire轮胎模型参数辨识

提出一种基于粒子群优化(PSO)算法和修正的Gauss-Newton算法的混合优化方法,对纯纵滑和纯侧偏工况下UniTire轮胎模型的特征参数进行辨识。为充分发挥两个算法的优点,首先,利用粒子群优化算法的全局区域的搜索优势辨识出UniTire轮胎模型的特征参数近似解,然后,利用修正的Gauss-Newton算法局部搜索优势在近似解邻近区域获得UniTire轮胎模型的特征参数的最优解。最后,对辨识结果进行残差分析,结果表明:用辨识数据参数化的UniTire轮胎模型具有较高的精度,可满足构建车辆底盘电控系统硬件在环仿真测试环境的需求。     

UniTire轮胎稳态模型的速度预测能力

为了降低轮胎高速试验的条件限制与成本,通过利用TNO不同速度下的侧偏试验数据,研究了统一轮胎模型UniTire从低速试验数据预测高速轮胎力学特性的能力。其中包括速度对动摩擦系数的影响;速度对侧偏和纵滑刚度的影响;速度对气胎拖距的影响。试验结果证明了UniTire轮胎模型在从低速轮胎试验预测高速轮胎力学特性方面具有很高的预测精度。     

隧道洞口路面两种材料交替对行车的影响及交替位置优化

用动力学仿真手段模拟了直隧道和曲线隧道洞口路面两种材料交替区域的行车过程,获得了路面材料交替位置前后的行车动力学响应。分析了车辆加速度、制动强度、路面材料交替位置和附着系数差异等因素对行车的影响。结果表明:两种路面材料交替位置的附着系数突变是洞口事故最主要的致因,而其机理是左右轮载不相等导致车辆在驶经交替位置时发生横摆。制动行为对曲线隧道洞口行车稳定性的影响要比直隧道洞口显著,而加速行为对行车的影响更为明显。两种材料交替的位置对行车稳定性影响较大,设计时在隧道入口应将沥青路面延伸至车辆制动结束之后,出口的交替位置应安排在车辆加速起点之前。为了减小附着系数差异,应保证洞内水泥路面的附着系数在0.35之上。     

基于图像的水泥路面裂缝识别方法及应用

针对水泥路面图像裂缝识别过程中造成主要干扰的接缝问题,提出利用水平投影的方法去除接缝的算法,从而获得路面裂缝识别结果.首先用小波变换提取图像高频信息,获得包含裂缝、接缝及噪声的二值化图;再根据投影峰值特征,判断图像中是否包含接缝、确定接缝位置,将找到的接缝去除,得到裂缝识别结果.实验结果表明,新算法可以有效地去除水泥路面图像中的接缝,实现水泥路面裂缝的自动识别.