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。     

轮毂驱动电动车辆动力学稳定性滑模控制策略研究

为了提高轮毂驱动电动车辆的操纵稳定性,理论分析了车辆横摆角速度和质心侧偏角对于车辆稳定性的影响.设计了基于滑模变结构控制理论和直接横摆力矩控制的双层控制器.在Carsim中搭建了四轮轮毂电机驱动车辆仿真实验平台,并进行了Carsim/Simulink联合仿真,在标准换道工况下,分别验证了基于质心侧偏角的滑模变结构控制和基于横摆角速度的滑模变结构控制策略的效果,验证了双层车辆稳定性控制策略的有效性和稳定性.     

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.     

基于单UWB融合里程计的多机器人相对定位方法

针对卫星信号受阻,无预设基础设施(定位基站、地标等)环境下多机器人间的相对定位问题,提出了一种基于单个超宽带(ultra-wideband, UWB)融合里程计的多机器人相对定位方法。该方法利用滑动窗口截取历史时刻的多组机器人间测距信息与里程计预测的机器人位姿,构建非线性最小二乘问题,实现机器人间的相对位姿估计;利用扩展卡尔曼滤波算法估计里程计协方差,并将其以加权的方式运用于非线性优化,抑制滑动窗口内里程计累积误差对定位结果的影响;最后,利用图优化算法融合里程计与非线性优化获得的相对位姿作进一步优化,抑制UWB测量误差影响,以获得稳定的相对定位结果。实验结果表明,在6 m×12 m的真实测试环境中,所提方法能够获得0.32 m的相对位置精度和4.16°的相对角度精度,相比于现有多机器人相对定位方案,该方法具有高精度、低成本、部署简单以及定位稳定的优点。     

基于滑模观测器的汽车轮胎力级联估计方法

提出了一种新型的基于滑模观测器理论的汽车轮胎力级联估计方法．首先基于单轮滚动动力学模型,以车轮转动角速度及驱动力矩作为输入,针对每个车轮的纵向轮胎力设计了纵向轮胎力滑模观测器．又采用了简化的车辆2自由度模型,以纵向轮胎力估计值、 前轮转角、 侧向加速度及横摆角速度作为输入,分别设计了前、 后轴侧向轮胎力滑模观测器．最后,为验证所设计的观测器的有效性,应用高保真车辆动力学软件veDYNA进行了仿真研究,并与扩展卡尔曼滤波（extendedKalman filter,EKF）方法进行了对比分析．实验结果表明,基于滑模观测器的车辆轮胎力级联估计方法具有更高的准确性．     

偏置动量轮控卫星姿态控制

研究了轮控的三轴稳定的偏置动量卫星姿态控制问题。卫星的俯仰回路采用偏置动量轮，滚动／偏航轴上各安装一个反作用飞轮来完成姿态控制。小姿态角下俯仰回路可以单独设计，利用测量的俯仰角来实现其姿态控制；滚动／偏航回路利用滚动信息，采用基于偏航观测器的滑模控制器设计。磁力矩器提供的磁矩与地磁场作用产生的力矩实现了飞轮的动量卸载。对卫星姿态控制系统进行的仿真研究结果表明，所设计的控制方案在飞轮输出力矩工作范围内，可使卫星达到很高的姿态控制精度。     

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。     

复数型扩展卡尔曼滤波算法在感应电机 直接转矩控制系统中的应用

针对传统算法中存在的数字信号处理器(DSP)运算速度要求高因而容易产生较大的延迟的问题.提出一种复数型扩展卡尔曼滤波观测器(ECKF)对感应电机进行状态估计,将得到的定子磁链和电机转速应用于直接转矩控制系统中,实现感应电机的无速度传感器控制.采用感应电机复数模型进行滤波器设计可以简化感应电机状态方程的维数并有效减少滤波算法计算量.由于复数型扩展卡尔曼滤波器在实现过程中没有矩阵求逆的运算,并且与常规扩展卡尔曼滤波器相比具有更低的维数,因此DSP的运算时间得到了有效的降低,提高了滤波器状态估计的快速性.仿真和实验结果验证了所提出的复数型扩展卡尔曼滤波器有效性和可行性.