基于路面附着系数估计的EPS助力控制研究

在建立EPS系统动力学模型的基础上,通过模糊算法得出路面附着估算修正因子用来修正路面附着估算模型,并通过限幅滤波得出路面附着系数估计值。将路面附着系数和车速作为输入,设计了模糊控制器输出助力电流修正系数。根据助力电流修正系数和此时的方向盘转角信息得出修正电流,并在此基础上设计了准滑模助力控制策略。仿真结果表明,该控制策略可有效改善车辆在不同附着路面下的操纵路感。搭建了硬件在环试验平台,对助力控制策略进行试验验证,试验结果与仿真结果基本一致。     

基于神经网络的附着系数测算模型研究

路面附着系数是车辆安全行驶的重要因素。我们采用神经网络方法,建立了以轮胎纵向力、侧向力、垂直载荷、侧偏角、滑移率为输入向量,以路面附着系数为目标输出的路面附着系数测算模型。通过MATLAB仿真得出附着系数神经网络模型测算值,进而将其与附着系数样本值进行对比,结果表明,该附着系数测算模型的精度能够满足工程要求,为测算轮胎与路面间的附着系数提供了参考依据。     

基于扩张状态观测器的路面附着系数实时估计

对车辆动力学控制中的道路路面附着系数实时估计问题进行研究。首先使用魔术公式建立1/4车辆制动模型,即车轮制动动力学模型;然后将其中的附着系数相关项视为制动系统的扩张状态,建立其扩张状态观测器,通过轮速信号和制动力矩信号实时观测制动过程中地面与轮胎间的纵向力,进而计算出路面附着系数;最后在均匀路面和突变路面条件下进行仿真研究。结果表明,所提出的方法对车辆制动系统参数摄动和传感器噪声具有鲁棒性,可以准确地实现道路路面附着系数的实时估计,观测器与控制器设计具有一定独立性。     

基于扩张状态观测器的路面附着系数实时估计

对车辆动力学控制中的道路路面附着系数实时估计问题进行研究.首先使用魔术公式建立1/4车辆制动模型,即车轮制动动力学模型;然后将其中的附着系数相关项视为制动系统的扩张状态,建立其扩张状态观测器,通过轮速信号和制动力矩信号实时观测制动过程中地面与轮胎间的纵向力,进而计算出路面附着系数;最后在均匀路面和突变路面条件下进行仿真研究.结果表明,所提出的方法对车辆制动系统参数摄动和传感器噪声具有鲁棒性,可以准确地实现道路路面附着系数的实时估计,观测器与控制器设计具有一定独立性.     

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。     

以能量方法评价快速路面车辆通过性

为了评价松软地基上快速路面的车辆通过性,分析了快速路面的主要结构形式和受力特点,探讨了铰接路面体系与土壤相互作用模型。在沉陷量计算的基础上提出了快速路面车辆通过性评判的能量方法,定性得到了附着系数和沉陷量对快速路面车辆通过性的影响关系。     

基于热红外成像传感器的汽车防撞系统研究

以热红外成像传感器和自学习轮胎与路面附着系数为基础建立了一种汽车主动防撞系统。该系统不受气候的影响,并可以根据路面附着系数和车速实时变化安全距离,有效提高汽车安全行驶性能,并通过试验进行了验证。     

道路环境与安全行车的关系

道路是交通的基础，在农机运输作业环境因素中，道路环境是最为主要的。道路环境是指道路构造、路面质量、人和车在道路横断面上的分离以及路肩情况、路旁有无建筑、中心分离带等道路特性。了解道路环境与安全行车的关系，并采取相应的措施，是每个农机驾驶员都应该掌握的基础知识。本文重点分析路面、坡度、弯道路障与视障、水路面、村庄、不平道路等道路环境的特性。路面路面主要有水泥路面、沥青路面、砂石路面和农村土路等几种。不同的路面有着不同的附着系数，直接影响着行车制动距离。各种路面的附着系数和不同速度的制动距离列表１。…     

箱式路面体系车辆通过性机理分析

为了评价机械化路面器材对车辆安全通行的保障能力,根据箱式路面器材的结构和受力特点进行结构简化,探讨铰接箱式路面体系与土壤相互作用模型。在沉陷计算的基础上分析集中载荷和均布载荷条件下行驶阻力和挂钩牵引系数的计算公式,提出铰接箱式路面体系车辆通过性评判方法,分析了附着系数、地基参数、结构尺寸对路面器材车辆通过性的影响。     

基于ADAMS/Car的路面附着条件对行车安全的影响分析

用多体动力学仿真软件ADAMS/Car分别建立了车辆模型、道路模型和车-路耦合模型,通过改变路面的附着系数,仿真了弯道路面附着系数对行车安全的影响。通过对侧滑角、后轮所受侧向力、垂向力的分析得出路面附着系数对弯道行车安全有着很大的影响。仿真结果显示:附着系数越小车辆在弯道行驶时越容易发生侧滑的危险;降低车速是减少雨天车辆弯道侧滑的有效方法。     

车辆ABS控制算法的理论分析与试验研究

采用车辆动力学分析的方法，分析了逻辑门限值和滑移率ABS控制算法的不足，并提出了基于路面附着系数的ABS控制算法。设计和开发了适应于BJ2020车型的单轮防抱制动系统的硬件和软件，并在转鼓试验台架上进行了一系列试验。通过仿真计算和试验研究，证实了该控制算法的有效性，为防抱制动系统的研究提供了切实可行的途径。     

基于Simulink农用车辆ABS滑移率控制分析

针对滑移率与不同路面附着系数关系对各种路面制动工况进行分析研究,以完善全工况类型路面农用车辆防抱制动系统仿真内容为目的,设计滑移率为控制门限值的复杂路面制动仿真试验。利用MATLAB/Simu-link仿真软件,建立了滑移率模型、复杂路面模型、滑移率控制策略模型和复杂路面仿真模型。通过设定控制滑移率门限值得到单轮农用车辆附着系数交变制动时车速与轮速曲线变化情况。滑移率变化值处在最佳滑移率预定范围内,仿真试验验证了复杂路面车辆防抱制动系统滑移率控制的可靠性。     

基于道路自动识别ABS模糊控制系统的研究

道路状况自动识别是保证车辆防抱制动系统（ABS）正常工作的前提，本文提根据制动压力，滑移率和车轮减速度进行道路自动识别的方法，并依此设计了ABS模糊控制器，结合7自由度车辆模型，考虑悬架和轮胎的非线性影响，对单一附着系数路变附着系数路面进行了ABS制动模拟试验，试验结果表明，基于路面自动识别ABS模糊控制系统能准确判断出路面状况的变化，据此调整控制策略，使车辆获得最大地面制动力和较好的横向稳定性，对比试验证明它优于传统PID控制，且具有较强的鲁棒性。     

车辆悬架系统试验评价技术

提出了基于频域的分析处理方法。由于相位角分析法包含了悬架系统的阻尼特性,故运用最小轮荷利用率和最小相位角可客观地评价悬架系统性能。同时也提出了乘坐刚度和乘坐噪声隔离率两个悬架系统评价参数,用于评价悬架系统的乘坐性能和高频振动（噪声）传递特性,并就悬架系统参数、悬架结构型式、试验台特性等对悬架系统性能评价参数的影响进行了对比分析。     

基于分层模型的轮毂电机驱动车辆直接横摆力矩控制

为提高多轮轮毂电机驱动车辆动力学综合控制性能,提出了一种基于分层模型的直接横摆力矩控制策略。上层为运动跟踪控制层,设计了基于车轮转角的前馈控制器,对车辆横摆角速度稳态增益进行调节,同时将滑模控制进行改进,设计了滑模条件积分控制器进行反馈控制,使横摆角速度追踪其期望值;下层为转矩优化分配层,基于稳定性优先原则,建立了以减小轮胎负荷率为目标的优化函数,并且将控制分配问题转换为二次规划问题进行求解。依托某型8×8轮毂电机驱动样车进行实车试验,结果表明,在连续转向工况和双移线工况下,所提出的控制策略使车辆最大横摆角速度偏差分别降至理想横摆角速度的6%和9%以内。此外,该策略能够有效控制轮胎负荷率,实现转向行驶时的转矩优化分配,改善了车辆操纵稳定性。     

稳态工况下横摆角速度与侧倾角的关系分析

在分别建立转向、悬架和轮胎数学模型的基础上,理论推导出横摆角速度与侧倾角的相互关系,分析了角阶跃输入下路面附着系数和车速对转向的影响,刻画了不同车速和前轮转角下横摆角速度与侧倾角的变化过程,通过分析总结出两者之间的稳态值变化规律。仿真和试验结果表明,试验与仿真的结果相吻合,验证了仿真的正确性,为侧向和垂向动力学的集成控制研究提供了理论参考。     

考虑车身侧倾的4WS汽车横向稳定性与Hopf分岔特性

四轮转向汽车与传统前轮转向相比,能增加车辆高速行驶稳定性和低速转向灵敏性。车身侧倾时轮荷转移会改变轮胎侧偏特性,从而影响4WS汽车横向稳定性及分岔特性,为此研究了考虑车身与底盘的非线性耦合,建立了考虑车身侧倾时轮荷转移的3-DOF闭环系统动力学模型,先定性判定系统Hopf分岔存在性与稳定性,再运用数值方法计算系统的稳定区域与Hopf分岔特性。并与2-DOF闭环系统平面模型对比,结果表明,2种模型计算结果有明显区别。对于3-DOF系统,随着预瞄距离、前后轮转角比例系数的增大,系统稳定区域会增大;随着前后轮转角比例系数的增大,汽车侧倾角、侧倾角速度的自激振动极限环幅值呈减小的趋势。     

基于行驶工况的汽车前轮定位参数仿真分析

基于悬架-转向系统的实际结构和组成构件的运动关系,建立了虚拟样机模型,分析了其模型的空间结构、约束副、输入驱动及自由度,并对前轮定位参数及侧滑量进行建模。在输入路面跳动激励下,对建立的模型进行直线行驶、左转、右转、左转固定角输入及右转固定角输入多行驶工况仿真,并动态测量前轮定位参数及侧滑量值,对其结果进行比较分析,以指导汽车悬架及车轮定位参数设计。     

农田行驶工况下拖拉机振动特性研究

为更了解国产拖拉机的振动情况,对拖拉机行驶在不同工作路面条件下的振动特性进行研究。以CF700拖拉机为研究对象,测试拖拉机分别行驶在水田、小麦秸秆田、稻秸秆田和田间小路四种不同的农田道路上时的振动加速度。试验过程中,对拖拉机前桥、后桥、驾驶室底板与座椅位置纵向、横向和垂向共4个位置8个方向的振动加速度进行测试。结果得到,同等条件下,拖拉机在水田行驶时的振动加速度均方根值最小,在水稻秸秆田行驶时的振动加速度均方根值最大;加速度功率谱的峰值频率主要集中在1~5 Hz,垂向的峰值频率一般大于纵向和横向的峰值频率;前、后轮动载荷系数随速度的增加而增大,均在安全行驶的范围内。该研究为后期设计适合国内路面情况的拖拉机减振装置提高理论依据。