四轮转向车辆鲁棒控制系统快速开发仿真与试验

考虑车辆行驶工况的不确定性及系统建模误差,建立了多自由度四轮转向车辆动力学数学模型.基于结构奇异值μ综合鲁棒理论,通过设立不确定性虚拟模块,设计了μ综合控制器,抑制外部扰动;基于Mathb/Simulink/dSPACE建立了四轮转向(4WS)车辆控制系统的HILS快速开发平台,验证测试控制器的有效性;通过实车试验修订硬件在环仿真结果.试验表明四轮转向车辆控制系统的纯数字仿真-实时数字仿真-硬件在环仿真-实车试验整个控制系统开发过程的有效性及优越性,说明该快速开发系统具有较好的扩展性.     

48V微混系统硬件在环实验台架开发

48V微混系统是当前混合动力技术研发热点,为了降低整车油耗,提升系统效率,需要开发有效的整车控制策略。硬件在环台架技术是一种先进的仿真技术,可以模拟出车辆的各种运行工况,为汽车电控系统开发与测试提供快速、便捷、准确地解决方案。本文基于ETAS/Labcar汽油机原型车模型开发48V微混系统硬件在环仿真台架,进行NEDC循环测试,验证开发的控制策略的有效性。     

汽车制动防抱死控制器硬件在环仿真系统的研究

利用Matlab环境下基于PC的硬件在环仿真技术,建立汽车制动防抱死控制器试验台架,可以缩短开发周期,降低开发成本,提高系统仿真的实时性。初步实现在不同路面条件下制动防抱死的测试和评价,为制动防抱死控制器的开发提供了良好的柔性试验平台。     

玉米收获机低损脱粒智能控制系统半实物仿真平台设计

针对玉米籽粒收获机低损脱粒智能控制系统开发受场地和季节影响较大的问题,设计了一套低损脱粒智能控制系统半实物仿真平台。该仿真平台由仿真平台控制器、操作面板、演示面板、扶手箱、显示器和上位机组成。分析了玉米籽粒收获机低损脱粒智能控制系统的组成和收获控制器的测试需求,建立了玉米籽粒收获机关键作业参数调节过程的数学模型,基于STM32F407型单片机搭建了硬件在环仿真测试系统,并完成了试验台设计。进行了仿真平台和玉米籽粒收获机在空载条件下的作业参数调节开环对照试验,其中,滚筒转速仿真误差的数学期望为0.126r/min,标准差为0.776r/min;作业速度仿真误差的数学期望为-0.022km/h,标准差为0.094km/h;凹板间隙仿真误差的数学期望为0.041mm,标准差为0.147mm,验证了仿真平台对执行机构调节过程模拟的有效性。进行了信号模拟测试和收获控制器自动控制策略仿真测试,结果证明了仿真平台可用于玉米籽粒收获机智能控制系统的开发和控制策略的测试,提高了系统开发效率,缩短了开发周期。     

基于V流程的驱动防滑控制系统控制器设计与试验

对于驱动防滑控制系统(ASR),传统开发方法通过实车道路试验验证控制算法并完成匹配标定,开发周期长、成本高,且必须在完成控制器硬件之后才能实施道路试验,难以满足软硬件并行工程需要.利用V流程方法开发了ASR控制器,研究了ASR系统建模与仿真、快速控制原型、硬件在环仿真实施以及实车试验标定与验证,完成了ECU设计.设计过程和测试结果表明,设计的ECU较好地实现了ASR控制功能,应用V流程设计车辆电子控制系统具有较大的优越性.     

离心泵通用自动化测试控制技术

为了提高离心泵测试系统的可靠性和通用性,同时提高性能测试过程的自动化程度,构建了一种通用性的离心泵自动化测试系统结构,将可编程控制器(PLC)或采集卡作为泵测试系统的传感器信号采集器和泵阀控制器,并应用触摸屏作为人机交互界面,基于组态软件开发测试控制系统软件的同时将Visual Basic 6.0编写的曲线拟合、报表生成等软件功能程序模块嵌入系统软件中,使得系统成为可以采集多种传感器信号和支持多种数据采集设备的灵活性、通用性测试系统.介绍了离心泵通用化测试系统的组成方案、系统软件编写、曲线拟合原理及测试控制硬件的实现方法,系统调试结果表明,通过通用化控制器、组态软件及VB扩展功能程序模块的综合应用与开发,整个泵测试系统的自动化程度、通信能力、人机交互性能和可移植性都有了很大提升.该系统对于泵类设备测试和维护以及设计工业生产自动化系统有一定的参考意义.     

重型车辆电控机械式自动变速系统设计与应用

以dSPACE为控制器设计了重型车辆电控机械式自动变速系统(AMT),按照V模式开发流程进行了硬件设计,控制软件代码自动生成,整车标定与测试.在12挡手动变速重型载货汽车平台上,设计了AMT液压控制系统、换挡执行机构和离合器自动控制系统,确定了系统控制策略,完成了控制软件设计,进行了实车标定与控制性能试验.结果表明,基于dSPACE的重型车辆AMT系统控制性能达到了预期的目标,控制软件开发与实车参数标定、调试容易,可减少控制系统在设计、开发、试验到定型过程中的重复工作,加快研发周期.     

单缸电控单体泵低压油路供油特性

进行了单缸电控单体泵试验台实验,分析了电控单体泵电磁阀在动作和不动作时低压油路燃油压力之间的关系,结果表明其不动作时的燃油压力状态可以表征单体泵电磁阀工作时的燃油压力状态;建立并校核了低压油路的AMESim仿真模型,获得了泵端及柱塞腔内燃油压力之间的关系,进而采用泵端压力代替柱塞腔内压力来进行电控单体泵充油过程分析;分析了单体泵泵端燃油压力,计算了充油时间,讨论了不同转速和供油压力下充油时间的影响规律,并通过充油时间表征了低压油路的供油能力;探讨了不同供油压力下低压油路的充油临界转速,确定了适合全工况范围最佳供油压力为0.6 MPa,并分析了柱塞腔充油不足对电控单体泵燃油系统的影响.结果表明计算的充油时间可确定单体泵的临界充油转速,从而确定最佳供油压力来保证燃油喷射系统在高压大流量下的循环供油稳定性.     

油电混合果园自动导航车控制器硬件在环仿真平台设计与应用

果园由于面积范围广、地形复杂、壕沟多、杂草丛生、土壤湿度较高且土质较为疏松，对自动导航小车（AGV）的机械结构、控制系统，以及能源动力系统的设计都提出了更高的标准和要求。混合动力AGV小车可以满足果园中长距离移动的需求。为探索合适的混合动力AGV控制系统算法以及能量管理策略，同时减少设计过程中由于果园地形复杂导致的控制器设计验证迭代、需求多样化问题带来的人力、物力，以及时间成本，本研究针对果园面积广的特点，选择串联式油电混合动力系统进行AGV动力能源系统模型的搭建。另外，针对果园AGV需要适应地形范围广的特点，采用履带车模型结构，利用硬件在环仿真技术，以树莓派作为控制系统搭载控制算法实物，利用Matlab和RecurDyn软件建立包含能源动力系统、电机驱动系统、履带车行驶部分模型以及路面模型的系统实时仿真模型，最终实现了串联式混合动力AGV控制器硬件在环仿真功能。基于串级比例积分微分（PID）以及模糊控制器控制算法的仿真验证表明，模糊控制器控制算法能够减少参数调节带来的时间成本，在转向角度小时响应速度加快了50%，在转向角度大时串级PID控制器产生了10%的超调，而模糊控制器无超调，转向更加平稳。结果表明硬件在环仿真平台能够有效地应用于果园AGV控制器的开发，避免了控制实物试验，在降低成本的同时可以加快果园自动导航小车的开发过程。     

无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统

设计了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统,进行了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真试验,并且对仿真测试及优化后的电子控制单元进行了实车试验验证.结果均表明,该系统能够对车辆集成模型与电子控制单元的控制算法进行实时验证及优化控制,为无级变速器电子控制单元开发提供了一个仿真测试平台.     

高压双电磁阀燃油系统特性分析

采用电控单体泵和电控共轨喷油器构建双电磁阀燃油系统,实现供油和喷油的独立控制;进行了双电磁阀燃油系统的实验;采用AMESim软件建立了双阀燃油系统仿真模型.对双电磁阀燃油系统特性进行的仿真分析表明:通过改变供油和喷油的时间间隔,在保持喷射提前角下可实现不同的喷油规律;在供油过程中通过2次喷油控制可以实现预喷射;通过加长供油时间,可以在低转速下实现高压喷射.该双电磁阀方案实现了供油和喷油的独立控制,具有获得理想燃油喷射规律的潜力.     

柴油机电控组合式单体泵燃油喷射系统开发

为了实现非道路柴油机的欧ⅢA排放,研制开发出P4HE00电控组合式单体泵燃油喷射系统。该系统具有较高的喷射压力和较好的喷射特性,可灵活调节且精确控制喷油定时和喷油量。配机试验结果表明,该系统获得了良好的低排放效果,达到了非道路欧ⅢA排放标准的要求。     

混合动力车用电子节气门控制系统设计

选用电子节气门代替机械节气门,自行设计控制系统的方案,解决了原汽油机无法直接用于混合动力电动汽车的问题。设计了集成在整车控制器中的电子节气门控制模块,设计并制作了功率放大驱动电路,在发动机台架上进行节气门响应跟踪试验,试验证明所设计的控制系统响应迅速、控制稳定,实现了对电子节气门的有效控制。     

电控单体泵多节点标定系统的研发

随着车载电控单元数量的增多，实现多节点同时标定有利于汽车不同ECU间的参数匹配优化，在设计了TouCAN模块与CAN总线硬件接口的基础上，结合CCP协议，通过设置位时间、不同的节点站地址、收发报文缓冲器的标识符及屏蔽寄存器，设计并实现了多个ECU的通信和标定，提高了标定效率。     

一种电控单体泵燃油系统三次喷射凸轮型线设计

阐述了一种电控单体录燃油系统三次喷射凸轮型线设计方案,确定了凸轮的基圆、工作段的供油速度,设计了型线升程段、回程段的加速度特性。然后通过积分求出速度曲线和升程曲线,从而确定凸轮型线。     

车用多功能32位电控单元UECU32的设计

结合开发过程中的经验和应用实例简述了车用多功能32位电控单元UECU32的完整设计过程和基本软件的设计特点.UECU32是可二次快速原型开发的高性能电控单元,其功能涵盖了主要的车用电控单元,特别是集成了压燃式发动机、点燃式发动机、多燃料发动机等系统控制的各种输入、输出功能,并且为汽车电子控制的研究提供了一种有效的平台.在一台配有高压共轨燃油喷射系统的6106型柴油机上进行了控制试验,试验结果验证了基于UECU32的控制系统的可行性.     

泵喷嘴与泵—油管—喷嘴系统基本特性比较

介绍了柴油机电子泵喷嘴的实验装置及微机控制系统，并分别对电子泵喷嘴系统及喷油泵－油管－喷嘴系统的喷油压力及喷油规律进行了测量及对比，实验结果证实电子泵喷嘴与泵油管－喷嘴系统相比，在提高喷油压力及优化喷油规律等方面具有更大潜力。     

电控单体泵的结构设计与测试试验

为了满足日益严格的排放法规的要求,提出了柴油机实现电控化的设想,介绍了电控单体泵的设计目标、方案、工作原理,阐述了单体泵的关键零件泵体、柱塞、阀杆、衔铁的设计特点,以及电控单体泵的测试试验。     

ESP液压执行单元柱塞泵动态特性仿真与试验

通过对汽车电子稳定程序ESP的液压执行单元内部柱塞泵结构的研究,提出一种在无背压条件下,实现柱塞泵主动增压的设计方法。借助AMESim软件对ESP液压执行单元的柱塞泵结构参数进行仿真,分析了泵流量、电动机转速对增压速度的影响,利于ESP进行硬件匹配时,确定相应的泵流量和电动机选型。台架试验证明,能实现ESP液压执行单元柱塞泵的主动增压功能。