基于模糊控制的汽车直接横摆力矩研究

为防止汽车产生测滑,针对汽车直接横摆力矩控制,提出了横摆角速度与质心侧偏角联合控制的模糊控制方法.横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了模糊控制器和规则制动力分配方法.模糊控制器根据期望值和车辆状态决策出所需的附加横摆力矩,并通过规则制动力分配方法进行主动差动制动实现.采用Matlab/Simulink与CarSim联合仿真对控制方法进行了仿真验证.结果表明:横摆角速度与质心侧偏角联合控制的横摆力矩模糊控制方法使汽车能够较好地跟踪期望,有效提高汽车极限工况下的行驶稳定性.     

汽车直接横摆力矩控制系统综述

汽车直接横摆力矩控制（direct yaw moment control,DYC）系统用于有效避免车辆遇到非预计危险时的侧向运动,以保证汽车运行的稳定性和驾驶的安全性。目前,DYC系统大多采用分层结构。文章首先从车辆状态估计与环境感知、直接横摆力矩控制器设计和力矩分配法这3个角度分析了汽车DYC系统架构,接着重点阐述了其对车速、车间距离、路面信息、横摆角速率以及车辆质心侧偏角等状态信息的获取与处理方法;然后介绍了上层控制器中车辆动力学参考模型、控制结构及不同变量控制的设计方法以及下层控制器中车辆横摆力矩的分配方式;最后总结了汽车直接横摆力矩控制系统现存的问题以及将来发展的方向。     

基于转矩分配的电动汽车横摆稳定性控制

四轮驱动电动汽车在行驶过程中,行驶姿态与轨迹仅靠差速控制难以准确跟踪司机指令,路面变化及轮胎非线性会使汽车出现过大摆动、侧滑、过度或不足转向等不稳定问题。针对可能出现的问题,分析了横摆角速度与车辆稳定性的表征关系,提出了基于转矩分配的直接横摆控制策略,轮毂电机均采用直接转矩控制（DTC）,实现高动态牵引,并在稳定性分析...     

汽车稳定性控制

分析了ESP的现状、工作原理、稳定(修正)横摆力矩的产生方式及其控制逻辑与发展趋势。     

中央空调并联冷机负荷分配分布式优化控制

针对现有中央空调并联冷机优化算法对分布式控制的适应性不足的问题,提出了一种适用于分布式控制系统的并联冷机负荷分配优化算法。该算法仅通过每个冷机与相邻冷机交互信息完成对并联冷机运行的优化控制。将预处理机制与粒子群优化算法结合,在粒子初始化时对粒子间距离小的粒子进行适应度值比较,对适应度值小的个体进行惩罚并更新,以维持种群多样性;同时提出一种非线性惯性权重改进策略,加快收敛速度,避免算法陷入局部最优。最后,通过仿真实验测试算法的性能。实验结果表明,相对于对比算法,该算法能得到同等或更好的负荷分配控制策略,且收敛速度更快、鲁棒性更强,能够适用于分布式控制系统下并联冷机负荷优化分配。     

六轮摇臂式月球车力矩分配的优化方法研究

针对传统的基于广义逆的力矩分配方法难以满足复杂地形下的月球车牵引控制要求,在基于车轮静态负载和动力学模型的协调牵引控制方法基础上,研究了基于寻优的六轮独立驱动月球车车轮力矩分配方法,并在可视化的月球车牵引控制仿真平台进行了仿真验证,从而实现了闭环牵引控制;仿真研究证实了提出的力分配方法比基于广义逆方法的力矩分配方法具有突出的优势。     

分布式驱动电动车行驶稳定性控制建模与仿真

针对分布式驱动电动车的行驶稳定性控制问题,利用CarSim和MATLAB/Simulnk软件建立模型并搭建联合仿真平台。设计稳定性控制算法,包括横摆力矩控制、转矩协调控制和驱动防滑控制。以车辆横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,运用滑模变结构控制方法,设计横摆力矩控制器。通过转矩分配算法,对单个车轮施加驱动或制动力,产生稳定横摆力矩,并建立模糊控制器对车轮滑转率进行控制。在仿真平台完成了双移线工况的仿真,结果表明,该算法能提高车辆行驶稳定性。     

考虑电池寿命的四轮轮毂电动汽车制动能量优化控制

制动能量回收系统能够将动能转化为电能存储到电池中,从而有效提高电动汽车的续驶里程,然而频繁 的制动会引起电池的频繁充电。电池寿命与其工作的外部环境有直接关系,如充放电倍率,电池剩余电量及工作 温度。单纯的制动能量回收并没有考虑回馈制动的时间点,时间长度和制动强度给电池寿命带来的影响,而这些 都是影响电池老化的不可忽略的因素。电动汽车制动过程具有电机制动和液压制动两种制动模式,本文针对制动 工况,对四轮轮毂电动汽车建立了制动模式下的能耗模型和电池寿命模型,设计了电机/液压制动模式协调优化 控制器,旨在同时兼顾电动汽车的能量回收与电池寿命的损耗。基于AMESim/Simulink 联合仿真平台对制动能 量回收给电池寿命带来的影响进行了仿真分析,并对所提出的控制策略进行了仿真验证,与未考虑电池寿命的策 略进行了对比,最后对不同的初始电池荷电状态和不同的制动强度对优化的影响进行了分析。     

基于EKF和SMC的永磁同步电机无传感器矢量控制

采用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法估计永磁同步电机(PMSM)转速和转子位置,构成转速、电流双闭环的无传感器矢量控制系统.针对扩展卡尔曼滤波为有偏估计、对模型误差鲁棒性差等问题,提出了基于指数趋近律的滑模转速控制器.为提高转速环抗负载转矩扰动能力,设计负载转矩观测器并将观测结果引入到电流控制器的输入端,作为速度控制器前馈补偿的控制输入.仿真实验结果表明,与传统采用PI(proportional-integral)转速控制器的系统相比,文中所提控制策略具有转速跟踪误差小、响应快、无超调、抗负载扰动能力强等优点.     

并联HEV工况识别能量管理与优化控制

考虑到行驶工况对具有多个动力源的PHEV燃油经济性的显著影响,提出一种基于K-means++工况识别的能量管理策略.以ADVISOR中30种标准行驶工况构建组合工况,在工况片段划分与工况识别周期选取的基础上,结合K-means++聚类算法得到四种聚类结果,分别对应拥堵、城市、郊区以及高速四种典型行驶工况.建立发动机油耗...     

基于Kalman滤波的滑模控制在磁盘驱动系统中的应用

针对磁盘驱动伺服系统中存在的诸多随机干扰和随机噪声等特点,常规的PID控制在该类系统中存在滞后或超调,以及传统的滑模控制要求系统不确定因素的边界为已知等缺点,本文提出了基于Kalman滤波算法的指数趋近律滑模变结构控制方法,以指数趋近律作为到达条件设计滑模变结构控制器。该方法能够较好地处理磁盘驱动伺服系统中的不确定性问题,而且对外界干扰不敏感。在MAT-LAB环境下对该算法进行了仿真试验研究,结果表明,该方法能够很好地削弱抖振和抑制伺服系统的随机干扰。将该方法应用于磁盘驱动伺服系统可以显著地改善系统的动态特性,并能使系统的稳定性和控制精度大大提高。     

基于负时滞控制有效性的车辆坡道预见性驾驶

本文提出车辆坡道行驶的预见性时滞控制有效性概念,建立基于负时滞控制有效性的车辆坡道预见性驾驶的动力学控制模型,给出稳定控制的有效性判据.根据有效性控制理论,推导坡道前变速行驶的动力学特征方程,得到上坡和下坡预见性驾驶有效性控制参数范围.仿真结果表明,控制系统的有效性控制参数由不等式交集组成,与转弯系数、风阻系数和负时滞有关.选取合适的控制参数和时滞,有效设计冲坡(下坡)速度,减少油耗,实现无人驾驶车辆的生态驾驶.     

Distributed active fault tolerant control design against actuator faults for multiple mobile robots

This paper investigates the active fault tolerant cooperative control problem for a team of wheeled mobile robots whose actuators are subjected to partial or severe faults during the team mission. The cooperative robots network only requires the interaction between local neighbors over the undirected graph and does not assume the existence of leaders in the network. We assume that the communication exists all the time during the mission. To avoid the system''s deterioration in the event of a fault, a set of extended Kalman filters (EKFs) are employed to monitor the actuators'' behavior for each robot. Then, based on the online information given by the EKFs, a reconfigurable sliding mode control is proposed to take an appropriate action to accommodate that fault. In this research study, two types of faults are considered. The first type is a partial actuator fault in which the faulty actuator responds to a partial of its control input, but still has the capability to continue the mission when the control law is reconfigured. In addition, the controllers of the remaining healthy robots are reconfigured simultaneously to move within the same capability of the faulty one. The second type is a severe actuator fault in which the faulty actuator is subjected to a large loss of its control input, and that lead the exclusion of that faulty robot from the team formation. Consequently, the remaining healthy robots update their reference trajectories and form a new formation shape to achieve the rest of the team mission.     

基于模糊滑模控制的液压支架推溜系统研究

针对电液控制液压支架在自动跟机过程中推溜不齐问题,提出基于模糊滑模变结构控制方案.通过建立被控液压系统的数学模型,与定义的切换函数结合,然后进行滑模控制律设计,得到滑模变结构函数.通过Matlab软件验证模糊滑模控制系统的可靠性,由仿真结果可得:该方法在自动跟踪调节液压支架推溜方面,其控制效果得到优化.     

基于EKF的PMSM无传感器控制系统研究

文章分析了永磁同步电动机(PMSM)在d-q坐标系下的数学模型及其矢量控制原理,提出了一种将扩展卡尔曼滤波(EKF)原理应用于PMSM无传感器控制系统的方法,即在α-β和d-q坐标系下对PMSM的非线性方程进行线性化处理,利用EKF算法对PMSM的转子位置和转速进行实时在线估计,以满足实时控制要求。Matlab/Simulink仿真及dSPACE硬件平台实验结果表明,基于EKF的PMSM无传感器控制系统运行稳定,超调小,动、静态性能良好。     

基于滑模控制的PMSM直接转矩控制系统的研究

传统的直接转矩控制采用六区间的圆形磁链控制,转矩脉动大,控制性能较差,而且考虑定子电阻压降的影响时,其区间选择存在缺陷。针对以上问题,文章提出了基于十二电压空间矢量的直接转矩控制策略,建立了永磁同步电动机的十二电压空间矢量直接转矩控制系统,制定了相应的开关原则,并采用滑模变结构控制策略设计速度调节器,取代传统的PI调节器,以增强系统的抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性。仿真结果表明,该系统的定子磁链和转矩脉动较小,系统动、静态响应良好。     

四旋翼无人机速度控制系统设计

为实现四旋翼无人机的自主飞行控制,以自主研发的四旋翼无人机为研究对象,设计了速度控制系统;该速度控制系统采用加速度计、角速率陀螺仪和GPS测量数据,并设计卡尔曼滤波器来抑制传感器噪声,同时估计无法测得的状态变量;为了减小无人机的建模误差并提高控制系统鲁棒性,采用了模型参考滑模控制理论设计速度控制器;实验结果表明,该速度控制系统具有良好的跟踪和稳定性能.