汽车侧翻预警及防侧翻控制

为了减少汽车侧翻事故,提出了一种基于模型的汽车侧翻预警算法以及在预警基础上的防侧翻控制算法.预警算法通过三自由度线性汽车侧翻模型计算将来一段时间内汽车横向载荷转移律的绝对值,由侧翻条件得到侧翻危险时间;控制算法根据预警时间来触发比例-微分控制器对汽车实施控制.结果表明,预警算法能够及时准确预测汽车侧翻危险,而控制方法可以更好地发挥制动器效能,防止汽车侧翻.     

汽车线控转向系统的研究现状与发展

鉴于汽车转向系统直接影响着汽车操纵稳定性、驾驶舒适性和主动安全性,引入新一代线控转向系统,并比较了线控转向系统与传统转向系统的特点.从提出概念、原型设计和概念车开发三方面阐述了线控转向系统的发展历史和研究现状.介绍了线控转向系统的结构、工作原理、关键部件和分类情况,分析了线控转向系统的控制策略及其对汽车的操纵稳定性、空间结构、智能性、安全性等方面的改善.最后讨论了线控转向系统在未来发展中亟需解决的相关问题,包括安全可靠问题、成本问题、控制策略问题和动力电源问题等.     

线控转向系统的主动转向控制策略研究

线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,可以对前轮进行主动转向控制以增强操纵稳定性和主动安全性.通过使前轮线控转向系统的期望横摆角速度跟踪稳态质心侧偏角为0的四轮转向车辆的横摆角速度,设计线控转向系统的变传动比,主动控制前轮转角.通过时域响应、转向增益、开环总方差等指标对其进行了性能分析.结果表明:采用提出的主动转向控制策略时稳态质心侧偏角大大降低,开环总方差大大降低,从而提高了汽车的操纵稳定性.     

汽车线控转向系统的建模与仿真研究

研究汽车转向稳定性控制问题。针对线控转向系统的可变转向特性对汽车操纵影响稳定性,为保证行驶安全性,通过分析线控转向系统的工作原理和结构特点,建立线控转向系统各组成部分的数学模型,结合驾驶员模型和整车模型,对线控转向系统的可变角传递特性和力传递特性进行仿真。仿真结果表明:SBW系统能够获得与传统转向系统同样清晰的路感,并且SBW系统能够保持稳定的转向灵敏度,从而改善了汽车的稳定性,为保证行驶的安全提供了依据。     

汽车线控转向系统的联合仿真

和传统转向系统比较,线控转向系统的转向更加灵活、舒适。先在ADAMS软件中建立线控转向系统的整车动力学模型,然后在Matlab/Simulink中设计SBW系统的模糊控制器,最后,在单移线工况下,将ADAMS整车模型与Matlab/Simulink进行联合实时仿真。仿真结果表明,线控转向汽车在单移线工况下具有较好的操控特性。     

基于主动转向和差动制动的车辆防侧翻控制

目前车辆防侧翻技术主要有主动转向或差动制动,但单独的主动转向会导致车轮转角调整过大,差动制动会导致制动力过大出现轮胎抱死,而且预警是依据侧向加速度信号,预警时间过慢,导致不安全.为了提高控制能力,通过建立车辆侧翻模型提出了LTR预警方法,能准确快速地计算车辆侧翻概率.并采用了主动转向和差动制动联合的防侧翻控制,在Mat-lab/simulink中设计出了联合控制算法.算法通过改变PI参数值和制动力增益系数K,既保证了不破坏车辆的车道保持功能,又减小了速度在-定时间内的下降率.仿真结果表明,优化控制防止了车辆侧翻,避免制动力过大,保证了系统安全性,确实为防侧翻控制设计提供了参考.     

基于电动助力转向的汽车防侧翻预警系统研究

为了使驾驶员能主动感知车辆侧倾状态、防止车辆侧翻,提出了一种新型基于电动助力转向的防侧翻预警系统;利用横向载荷转移率的门限值作为防侧翻预警控制的触发条件,采用助力电机电流补偿控制,当车辆侧倾较大,即横向载荷转移率超过门限值时,预警控制系统使驾驶员操纵转向盘力矩增大,结合侧翻报警灯工作,提醒驾驶员车辆正处于危险工况;MATLAB/simulink中的仿真分析验证了防侧翻预警控制器能有效的提高车辆的操稳性。     

电动汽车线控转向系统性能分析与参数优化

研究电动汽车操纵稳定性优化问题,电动汽车采用线控转向系统,可靠性差,成本高.为提高操纵稳定性和主动安全性,提出对设计的线控转向系统的实体结构进行适当简化,建立了电动汽车线控转向系统的动力学模型.然后,研究了电机及减速器等的结构参数对系统频率响应特性和时域响应特性的影响,进行了电动汽车线控转向系统性能分析.最后,对系统的稳定性条件,采用非线性带约束优化算法进行了电动汽车线控转向系统的参数优化仿真.结果表明,经过参数优化后,电动汽车的操纵稳定性大大提高,可用于指导转向系统的参数设计与匹配.     

独立线控转向电机转角自适应反演滑模控制

针对独立线控转向系统中转向直流电机控制精度低、响应速度慢的问题,以独立线控转向系统转向电机为控制对象,采用自适应反演滑模控制(ABSMC)算法对转向电机转角进行跟踪控制.通过反步法推导控制律,并利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性.应用Carsim与Simulink的联合仿真,以横摆角速度不变的变传动比控制为...     

山区道路车辆动力学模型与行车安全分析

针对道路的几何线形,特别是纵坡坡度与弯道半径对车辆行驶状态的影响,建立了车路耦合的8自由度山区道路行驶的车辆动力学模型以及Dugoff轮胎力模型.结合车载GPS/IMU的测量信息,解算了不同车轮的滑移率以及垂直载荷,并通过横向载荷转移率(LLTR)对车辆的行驶稳定性进行分析.结果表明:车辆行驶过程中的侧向加速度与道路纵坡坡度以及车辆重心高度与宽度的比率h/T有关,坡度越陡,h/T越大,侧向加速度越大,车辆的行驶稳定性越差,降低车辆的行驶速度与侧向加速度可提高车辆的行驶稳定性.     

A homogeneous domination control method based on sampled-data output feedback for lateral stability of an intelligent electric vehicle

For easy analysis, most vehicle lateral stability control methods are usually based on a linear 2 degree-of-freedom (DOF) dynamic model in the published literature. Generally speaking, the linear 2DOF model cannot fully reflect the physical nonlinearity of the tire characteristics. The intelligent electric vehicle driven by four in-wheel motors (IEV-DFIM) requires a more accurate nonlinear tire model. Therefore, this paper presents a nonlinear 2DOF dynamic model for the IEV-DFIM based on the well-known magic formula. But the nonlinear model might cause the system to be uncontrollable around the origin. To address this issue, a novel homogeneous domination control method based on sampled-data output feedback is proposed, which is capable of guaranteeing the lateral stability of the IEV-DFIM under different operation conditions. A Lyapunov-based analysis is performed to ensure the validity of the proposed method in theory. The simulation and test are also carried out to verify the effectiveness of the designed controller.     

Four wheel steering control by fuzzy approach

This study introduces a fuzzy four-wheel steering control design method for automotive vehicles. After the analysis of some stability aspects of the vehicle lateral motion, including front steering angle variations, the representation of vehicle nonlinear model by Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model is presented. Next, based on the fuzzy model, a fuzzy controller is developed to improve the stability of the vehicle. Sufficient conditions for stability and stabilization of the T-S fuzzy model using fuzzy feedback controllers is given. To demonstrate the effectiveness of the proposed fuzzy controller, simulation results are given showing the performance improvements of the vehicle in terms of the stability and the maneuverability in critical situations.     

Robust nonlinear output feedback control for brake by wire control systems

This work proposes a nonlinear output feedback control law for active braking control systems. The control law guarantees bounded control action and can cope also with input constraints. Moreover, the closed-loop system properties are such that the control algorithm allows to detect—without the need of a friction estimator—if the closed-loop system is operating in the unstable region of the friction curve, thereby allowing to enhance both braking performance and safety. The design is performed via Lyapunov-based methods and its effectiveness is assessed via simulations on a multibody vehicle simulator.     

An alternate stability analysis framework for adaptive control

A proof is given for the uniform asymptotic stability of a class of pointwise-in-time stable systems of time-varying ordinary differential equations. The sufficient conditions for stability are shown to be naturally testable in a general adaptive control context. A weak form of robust identification is found to imply robust stability of the overall closed-loop adaptive control system.     

Noninteracting control with stability for a class of nonlinear systems

In this paper we address the problem of noninteracting control with stability for the class of nonlinear square systems for which noninteraction can be achieved (without stability) by means of invertible static state-feedback. The use of both static state-feedback and dynamic state-feedback is investigated. We prove that in both cases the asymptotic stabilizability of certain subsystems is necessary to achieve noninteraction and stability. We use this and some recent results to state a complete set of necessary and sufficient conditions in order to solve the problem.     

动态网络的稳定性与分布控制研究

针对分散控制无法实现子系统之间的信息交换，将分布式控制应用于网络化系统，以期实现子系统之间的信息交换和提高网络的性能．利用Lyapunov函数法，分别给出了在传统分散控制和网络分布式控制下的整个网络化系统稳定性的判据；给出了可容许的最大时滞的优化算法．将所得到的理论结果，结合到一个简单的网络化系统，进行数值仿真．结果表明，与传统分散控制相比较，网络分布式控制更能提高整个网络化系统稳定性的收敛速度．     

基于经验迁移的赛车学习预测控制研究

为提高车辆控制算法对不同道路的适应能力,在原有学习预测控制算法的基础上,本文提出一种基于经验迁移的赛车学习预测控制策略.基于所建立的赛车曲线坐标系模型,记录小车在历史赛道上的行驶轨迹,将其作为采样安全集.采样安全集蕴含了车辆行驶的经验信息.在新赛道上,通过与采样安全集内曲率相近的轨迹进行特征匹配,找出新赛道的虚拟路径跟踪轨迹.然后,对虚拟路径跟踪轨迹附近的采样点进行坐标变换,将历史轨迹转换为新赛道的虚拟采样轨迹,实现对历史赛道上的行驶经验的迁移.构造了迁移学习预测控制(TLMPC),使小车在新的赛道上能够通过学习预测控制器以更快的速度行驶.本文在4个典型赛道上进行了仿真,结果表明所设计的控制策略控制效果有明显提升.与LMPC相比, 10次迭代结果中单圈耗时至少减少了1.2 s.