基于人群搜索算法的四驱汽车扭矩分配控制策略

为了提高四驱汽车的整车性能,对四驱汽车扭矩分配特性进行了相关分析,并提出了一种新的扭矩分配控制策略。基于Matlab/Simulink构建了整车7自由度动力学模型;研究了不同路面、不同车速和不同转向工况下轴间扭矩分配和轮间扭矩分配对汽车质心侧偏角及横摆角速度的影响规律。以线性二自由度半车模型作为参考对象,基于人群搜索算法(Seeker optimization algorithm,SOA)和PID控制系统设计了扭矩分配控制系统,并进行了仿真分析。基于NI PXI设备构建了扭矩分配硬件在环试验平台,进行了试验验证。结果显示:该控制策略能较好地跟随驾驶员的转向意图,车辆行驶稳定性得到提升,试验结果也验证了控制系统的有效性。     

混合动力汽车多能源动力总成控制器

采用基于模型的现代控制器开发方法,选用MPC565作为CPU,基于OSEK实时多任务操作系统,采用电动助力型控制策略,设计了混合动力汽车多能源动力总成控制器。通过整车试验,证明其能够较好地实现对混合动力汽车多能源动力总成的控制,提高了整车动力性和经济性。     

基于dSPACE的混合动力汽车电机故障诊断策略的研究

以科力远公司某型四轴动力分流式混合动力汽车为研究对象,通过设计合理的实验方法,对该车整车控制器(HCU)中电机转矩超差故障和电机超速故障诊断策略的可靠性进行了验证。利用dSPACE工具对模型进行了硬件在环仿真(HIL)试验,最终表明该模型能够实现电机转矩超差故障及超速故障的诊断功能。通过对电机故障诊断既定控制策略的硬件在环仿真,为混合动力汽车整车故障诊断策略的验证,缩短了整车控制系统的开发周期。     

电动车辆整车控制器的研发

电动车辆整车控制器是纯电动汽车整车控制系统的核心部件,它对车辆的正常行驶,再生能量回收,网络管理,故障诊断与处理,车辆的状态与监视等功能的实现起着关键的作用。通过控制器硬件和控制策略的开发,研发新型电动汽车控制器,根据驾驶员的操作和当前的整车和部件工作状况,在保证安全和动力性要求的前提下,选择最优的工作模式和能源协调分配比例,提高整车的经济性及行驶舒适性。     

基于模糊PID的电动汽车驱动防滑控制研究

依托CarSim软件建立后轮独立驱动电动汽车驱动防滑控制(ASR)系统。采用路面识别方法 ,识别出几种典型路面的最佳滑转率,并设计了以最佳滑转率为控制目标的模糊PID控制器。为确定该控制器对提高汽车行驶的效能,采用CarSim和Simulink对对接路面和对开路面进行联合仿真。仿真结果表明:在有路面识别的ASR系统能够实时准确地识别出路面峰值附着系数μmax变化,实时地调整控制参数,使车轮滑转率基本上控制在最佳滑转率Sopt附近,明显改善了电动汽车的纵向动力性及行驶稳定性。     

基于四轮独立制动及整车模型的VSC系统仿真

利用ADAMS软件建立了具有四轮独立制动的整车多体动力学模型,在Matlab环境中设计了PI控制的车辆稳定性控制(VSC)系统,通过定义ADAMS与Matlab两种软件间的数据交换接口将设计的控制系统模型与整车模型相结合,对带有VSC系统的汽车进行了典型行驶工况下的仿真试验。研究结果为设计车辆动力学稳定性控制系统提供了一种有效的验证方法,弥补了现实物理试验条件的缺乏;并为VSC系统在车辆工程中的实际应用提供了一定参考。     

一种新能源汽车关键参数选型方法和策略优化研究

新能源汽车通过动力总成系统将电能转化为机械能驱动车辆行驶,而三电系统的关键参数决定了汽车的动力&经济性能。本文提出一种在研发工作前期对关键系统参数进行选型和策略优化的方法:对动力传动系统主要零件进行数字化建模,应用MATLAB/Simulink建立了整车控制策略模型,应用AVL CRUISE软件建立了原型车的整车模型,通过Matlab_Dll接口模块,实现了MATLAB/Simulink和CRUISE软件的联合仿真,通过与属性目标进行对比,反复迭代关键参数组合和控制策略,使之符合属性目标的要求。此方法的仿真计算结果和属性目标对比,结果表明:该方法可以快速迭代优化整车控制策略并最终达到新能源车型的动力性和经济性指标。     

基于CarSim的ESP控制策略研究与仿真

以小型汽车为研究对象,针对所选车型进行设计了汽车电子稳定性控制系统模型。基于CarSim与MATLAB/Simulink仿真软件,应用模糊控制理论设计控制器模型,针对车辆在湿滑路面的运行工况进行联合仿真,仿真结果表明,通过对汽车横摆角速度和质心侧偏角的控制可以很好地改善汽车的稳定性和操纵性,验证了控制器模型及控制策略的正确性。     

分离路面汽车牵引力控制道路试验参数匹配分析

车辆牵引力控制系统的控制方式及控制参数的选择直接影响着控制效果。在附着系数分离路面上进行了冬季原地起步直线加速道路试验，分析了发动机油门调节与驱动轮制动控制的不同目标滑移率匹配分别对整车牵引力控制系统动力性及行驶稳定性的影响。道路试验结果表明，在附着系数分离路面上，采用制动控制为主、油门调节为辐的联合控制，牵引力控制系统能有效抑制驱动轮过度滑转，充分提高车辆动力性能，同时也保证了行驶稳定性。     

单行星排式混合动力汽车控制策略仿真及应用

分析了单行星排混合动力汽车的元件参数匹配要求,对发动机、电机和电池进行了参数分析验证,并确定了行星排齿数比系数k以及主减速器速比。采用AVL-Cruise软件中自带的单行星排式混合动力汽车的各元件参数搭建仿真模型,基于汽车的行驶阻力方程在Simulink平台构建了逻辑门限值控制策略。通过dll文件进行动态链接,实现Cruise和Simulink的联合仿真计算,分析了整车在NEDC循环工况下的汽车运行特性。结果证明,采用本控制策略可以使SOC值保持在较稳定的水平,电池得到了保护。同时验证了基于该模型及控制策略的混合动力汽车经济性、排放性和动力性可以满足要求。     

基于声表面波的车辆驱动轴动态扭矩测量系统研究

基于声表面波(SAW)技术,应用单端口SAW谐振器,设计了车辆驱动轴动态扭矩测量装置,实现车辆驱动轴扭矩无线无源实时测量。采用三点等间距对称方式布置信号收发天线,消除信号的绕射现象;以PWM信号控制FET时序通断,设计信号查询时序电路;通过差频测量方式,消除温度等因素的影响,提高了测量精度。模拟试验结果表明,测量装置所测得结果与理论模型一致,测量灵敏度约为1.15 kHz/(N·m),为车辆驱动轴动态扭矩的测量提供了一种可行的方案。     

果园自走式电动底盘控制系统设计与试验

为解决果园作业机械化设备少、效率低,大型机械不便作业的问题,研制一机多用的果园自走式小型灵活的电动底盘,设计其核心部分控制系统。依据果园作业环境,提出设计目标性能要求和整体结构方案;分析电控系统的电机驱动器、整车控制器、遥控器各自应具备的功能,进行硬件电路设计和软件编程;最后调试和实地试验。试验结果表明:所设计的果园自走式电动底盘控制系统能够使电动底盘满足最高车速为6.72 km/h,通过圆直径2 740 mm,具备通过30%坡度路面的能力,续航里程可达17.5 km,无线遥控距离达到200 m,符合果园作业性能要求。     

基于滑模极值搜索算法的车辆驱动防滑控制策略

为了提高车辆的驱动防滑能力,提出了一种基于滑模极值搜索算法的驱动防滑控制策略。采用滑模极值搜索算法作为一种自寻优方法找到轮胎力-滑转率曲线的极值点,无需估计路面附着系数和建立理想参考模型就可以将轮胎的滑转率控制在最优滑转率附近,提高车辆的动力性和方向稳定性。在Matlab/Simulink中建立车辆系统仿真模型。仿真结果表明,此控制策略能使车辆在驱动过程中快速达到实时路面条件下的最优滑转率,增强了车辆的动力性能。     

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.     

基于主动制动的车辆稳定性系统最优控制策略

引入分层控制概念设计了横摆力矩控制和滑移率控制相结合的车辆稳定性控制系统.建立了侧偏角和横摆角速度具有最佳输出响应的车辆理想模型,采用前馈与反馈控制相结合跟踪理想模型的控制策略,基于最优控制理论设计横摆力矩控制器.通过设计理想滑移率分配模块确定下层滑移率控制器理想值,基于模糊控制理论设计滑移率控制器.在Matlab/Simulink平台上建立8自由度非线性车辆模型,分别在低附着和高附着路面条件下进行了仿真分析.结果表明:采用分层控制可以很好地实现车辆所需横摆力矩,有效地控制车辆质心侧偏角和横摆角速度跟踪理想模型,瞬态及稳态响应良好,改善了车辆操纵稳定性.     

基于ARM单片机的汽车电动助力转向系统的设计

在阐述了电动助力转向系统(EPS)及其控制器(ECU)结构和工作原理的基础上,设计了基于ARM LPC2119单片机的电动助力转向系统。采集的速度、转矩等信号通过LPC2119的信号处理,通过PWM技术和H桥电机驱动电路实现对电机进行控制,实现汽车的电动助力转向,且可以通过CAN总线实现EPS数据的传输。研究的硬件控制器通过了有关的电气性能测试,对所设计的硬件系统进行了台架试验,试验结果证明了硬件系统设计的正确性。     

力控和位置反馈型线控转向系统双向控制策略

针对线控转向系统中角传动比和力传动比控制存在耦合的问题,在研究线控转向系统结构和动力学特点的基础上,综合传统遥操作机器人双向控制策略的优点,并分析其对于线控转向系统控制的适用性,提出了力控和位置差反馈型线控转向系统双向控制策略,设计了路感电动机和转向执行电动机闭环控制方法。通过实车试验验证了所设计的双向控制策略有效性。结果表明,提出的控制策略可以满足转向系统控制精度,从而保证整车的转向性能。     

液力机械传动车辆起步加速动态性能仿真

为研究车辆液力机械传动系统的动态性能，以车辆液力机械传动系统的组成和工作原理为基础，建立了系统的当量动力学模型和数学模型，进而建立了系统的Matlab/Simulink仿真模型。对直驶起步加速换挡工况进行了仿真，得到了发动机转矩时间历程，液力变矩器泵轮、涡轮角速度时间历程，换挡离合器油压特性，换挡离合器主、被动边角速度时间历程，以及车辆速度、加速度时间历程。     

基于模型预测控制的多电机驱动系统能量最优分配策略

为了解决传统电动汽车单电机驱动系统高效区无法覆盖汽车行驶工况点的问题,提出了一种基于模型预测控制的纯电动汽车多电机驱动系统能量最优分配策略。首先,以整个多电机驱动系统为研究对象,建立了电机模型和汽车纵向动力学模型,并讨论了采用高效区不同的前后轴电机时提高整车效率的方法。其次,通过台架实验标定出电机在特定转速-转矩工作点的效率,通过引入前后轮驱动力分配比α,将两张电机的效率图转换为整车的车速-驱动力效率图。再次,对模型预测转矩控制下的永磁同步电机系统进行了理论分析与仿真验证。最后,通过硬件在环实验,验证了能量最优分配策略对整车效率以及续航里程提升的有效性。     

基于多模型迭代的车辆状态融合估计方法

为了提高车辆行驶状态估计的可靠性,提出一种基于多模型观测器误差补偿与迭代的车辆状态融合估计方法。基于三自由度车辆动力学模型设计了车辆状态强跟踪滤波估计算法;同时,根据四轮轮速耦合关系,考虑到数据扰动和病态矩阵的影响,设计了车辆状态的岭估计算法。为进一步提高估计系统的可靠性,提出了动力学模型观测器与运动学模型观测器补偿与迭代的估计方式,设计了模糊控制器,根据实时的质心侧偏角和滑移率的伪量测值,判断强跟踪滤波器和岭估计器估计结果所占权重,利用闭环估计系统的迭代与融合提高估计性能。仿真和道路实验结果表明,所提出的车辆状态融合估计方法能够兼顾强跟踪滤波算法与岭估计算法的优势,根据车辆纵向滑移和质心侧偏角动态调节强跟踪估计与岭估计结果的权重系数,从而在保证估计精度的同时提高了估计系统的多工况适应能力。