基于广义预测控制的汽车横摆稳定性控制

汽车在紧急避障操纵时容易丧失稳定性,通过四轮差动制动的方式对汽车施加附加横摆力矩可以实现汽车的横摆稳定性控制。由于汽车动力学模型的非线性以及参数和环境的不确定性,使用最优控制方法决策的附加横摆力矩在实际中往往无法保持最优。由此提出广义预测控制（GPC）方法决策附加横摆力矩。建立了七自由度非线性车辆模型作为预测模型,并通过实车试验对其精度进行了验证。通过Simulink/Carsim环境中的虚拟试验对GPC方法的控制效果进行了验证,结果表明GPC方法比LQR方法能更有效地提高汽车的主动安全性。     

提高汽车操纵稳定性的联合控制研究

为了弥补汽车动力学独立主动控制系统的不足,研究了主动前轮转向(AFS)和横摆力矩控制(DYC)的联合控制策略。运用滑模控制理论,设计主动前轮转向控制器,控制汽车的横摆角速度。基于最优控制理论,设计横摆力矩控制器,通过前馈控制调整侧偏角,状态反馈控制调整横摆角速度和侧偏角。线性二自由度开环汽车模型仿真结果表明,无论是低速还是高速,联合控制方法能够有效地同时控制汽车的侧偏角和横摆角速度,提高了汽车操纵稳定性。     

基于模糊滑模的车辆横摆稳定性控制

针对分布式驱动汽车在极限工况下易出现失稳问题,提出了基于模糊滑模控制的车辆横摆稳定性策略。控制方案采用分层设计,上层控制模块利用模糊滑模理论求出车辆理想状态下的附加横摆力矩;下层考虑驱动电机输出最大力矩和路面附着约束条件,以降低轮胎纵向利用率为目标优化分配各车轮转矩。通过CarSim-MATLAB/Simulink联合仿真平台进行双移线工况仿真试验,结果表明,该控制策略下的车辆横摆稳定性显著提升。     

基于模糊PI的汽车横摆力矩控制研究

针对汽车直接横摆力矩控制,基于模糊PI控制理论研究了附加横摆力矩决策方法和基于二次规划的横摆力矩优化分配方法。横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了模糊PI控制器和制动力优化分配器。模糊PI控制器根据参考值和车辆状态决策出所需的附加横摆力矩,并通过二次规划优化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仿真实验验证。结果表明:基于二次规划的附加横摆力矩优化分配方法相对于无控制时能够使汽车较好地跟踪期望值,有效提高汽车行驶稳定性。     

刚性汽车的侧向极限稳定性分析

对刚性汽车进行受力分析,得到了刚性汽车发生侧翻与侧滑的条件,并对汽车的侧向极限稳定性进行了分析,指出了提高汽车侧向稳定性的措施。     

基于虚拟样机的汽车稳定性主动横摆模糊控制

在ADAMS/Car中建立了某车型的整车虚拟样机模型,通过曲线行驶的仿真和实车试验对比,验证了模型的正确性。建立汽车稳定性控制系统侧偏和横摆联合模糊控制仿真模型,通过鱼钩仿真试验,表明所建立的主动横摆控制系统能够很好的控制车辆稳定行驶。     

汽车稳定性控制系统性能试验与数据处理方法

对美国汽车稳定性控制系统( ESC)性能试验法规FMVSS 126确定的ESC功能、过度转向特性和横向响应能力的客观测试和评价方法进行了系统分析.构建了先进的汽车道路试验系统,阐述了试验系统核心设备转向机器人的性能要求和结构,进行了系统的道路试验.采用小波降噪方法对试验数据进行了滤波处理,小波滤波无相位延时,且信号的局部特征都得到很好的保留,相比法规推荐的频域滤波方法,此方法更为精确.对DGPS方法和加速度方法处理得到的横向位移数据进行了对比,两种方法在转向开始后2 s内测试结果接近,误差小于5％,法规推荐采用加速度方法测量转向开始后1.07 s时车身横向位移是可行的.对3组具有区别意义的试验结果进行了分析,结果表明法规基于横摆角速度信息对汽车稳定性程度进行评价是可行的,但汽车接近失稳和失稳时的稳定性需要依据横摆角速度和质心侧偏角信息共同表征.     

基于车轮纵侧向力动态分配的DYC研究

研究了基于轮胎纵向制动力与侧向力动态分配的车辆稳定性控制策略,即根据车辆实时的运动状态调整前后轮纵向力与侧向力的值,从而产生变化的横摆力矩。采用二自由度的车辆横摆角速度作为参考值,与实际的横摆角速度进行比较,同时根据前后轮纵向力与侧向力对横摆角速度的作用,确定前后轮纵向力与侧向力的比值。最后与传统的单一纵向制动力调节进行比较,该控制方法不仅在能够在较低附着路面上进行横摆稳定性调节,而且实时的变纵向力与横向力比值调节,能够更快地使车辆回到理想的运动状态。     

基于电动轮汽车四轮转向控制策略研究

为提高四轮转向汽车的稳定性,提出了一种基于电动轮汽车的线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)控制与直接横摆力矩(Direct Yaw-moment Control,DYC)协调控制策略。首先设计了以侧向车速、横摆角速度和侧向位移为控制目标的LQR控制器,然后设计了以横摆角速度为控制目标的DYC控制器,最后通过CarSim与MATLAB联合仿真验证表明:在良好工况下,LQR控制四轮转向车辆可实现质心侧偏角趋近于0和横摆角速度在理想范围内的折中最优化控制。在极限工况下,LQR四轮转向系统中附加横摆力矩协调控制可明显提高车辆的稳定性。     

高速行驶汽车爆胎应急控制

分析了爆胎汽车的运动特性,分析了转向和制动操作对爆胎汽车运动性能及控制稳定性的影响.提出了通过对非爆胎车轮联合制动的方法对汽车的运动轨迹和速度进行应急控制,降低驾驶员对爆胎汽车的操控难度.该控制方法采用效率载荷半径变化量和效率侧偏角原则实现制动控制力矩的分配,从另外一个角度探讨了对爆胎汽车前期控制的可能性.     

果园作业车稳定性控制方法研究

针对果园作业车运动特点,建立整车侧倾、俯仰模型和轮胎模型,并推导出主动转向稳定性控制模型;以该控制方法为基础,在Matlab/Sim Mechanics中构建车辆仿真分析模型,模拟果园作业车在不同工况条件下的运动状态,并将PID控制算法融入主动转向控制模型,实现车辆运动稳定性控制,借助模型仿真分析证明控制模型的可行性与有效性;通过实车比例模型与仿真分析模型对比试验,进一步验证Matlab/Sim Mechanics仿真模型与实车模型的一致性与实用性。     

一种新型的车辆稳定性分层控制策略

为了优化稳定性控制算法,提出并仿真分析了一种新型的车辆稳定性分层控制策略。该控制策略由上下两层组成,上层控制器基于最优控制理论的横摆力矩控制策略,下层控制器采用最优分配法,将修正横摆力矩合理分配到各车轮上。基于MATLAB/Simulink建立了八自由度非线性车辆模型,并对该模型进行了实车实验验证,然后基于该模型对该控制策略进行了仿真分析,验证了此分层控制策略的有效性。仿真结果表明,在大侧向加速度和大侧偏角的极限工况下,所设计的新型控制系统能够有效地改善车辆的操纵稳定性。     

汽车稳定性控制系统侧偏角道路试验测试系统

汽车侧偏角是汽车动力学稳定性控制系统实现对汽车稳定性预估的主要依据,设计了“1＋2”GPS侧偏角测试方案,即1个基准站和2个移动站,并搭建了道路试验系统。阐述了传感器选型、系统配置和侧偏角计算方法,进行了系统的实车道路试验,并基于光学侧偏角传感器同时测量的数据验证了GPS方案的可行性。汽车侧偏角道路试验系统能够实现高频率的精确定位、测速和侧偏角测量,兼顾车身和车轮位置姿态测量,现场安装快捷方便,可为稳定性控制系统开发中的侧偏角算法和控制逻辑验证提供试验依据。     

汽车悬架参数优化的最优控制方法

以主动悬架系统模型为研究对象,应用最优控制理论进行了线性二次型最优控制器设计,并得到了最优控制力.把一个刚度-阻尼系统并联于被动悬架系统,根据变参数后的悬架系统产生的力接近最优控制力,利用最小二乘法求得刚度-阻尼系统参数,从而使得被动悬架参数得以优化.与传统优化方法比较表明,以最优控制理论和最小二乘法相结合的悬架参数优化方法快捷有效,能较大改善悬架系统的动态性能.     

车辆稳定性控制的虚拟实验

基于虚拟驾驶实验平台开发了车辆稳定性控制器.构建了由实车、虚拟场景、车辆动力学模型等组成的虚拟驾驶实验平台.用神经网络估计模型对车辆动力学系统进行了辨识,通过调整神经网络对象模型设计了神经自校正控制器,该控制器通过产生横摆力矩迫使车辆横摆角速度跟踪理想响应.在虚拟驾驶实验平台上研究了施加控制后车辆的响应及其与驾驶员的交互,对车辆在紧急避障操纵时的响应进行了虚拟仿真实验,验证了车辆稳定性控制器的有效性.     

车辆动力学稳定性控制系统的联合仿真研究

利用机械动力学仿真软件ADAMS/CAR建立轿车整车动力学模型。在分析了车辆稳定性控制原理的基础上构建了以横摆角速度为控制变量的控制系统,然后通过输入输出接口实现ADAMS/CAR同MATLAB的通信,在MAT-LAB/simulink中建立闭环联合仿真模型。通过仿真验证,车辆动力学稳定性控制系统能够改善汽车的行驶稳定性。     

汽车动力学稳定性控制系统研究现状及发展趋势

汽车动力学稳定性控制系统(DSC)是汽车主动安全电控系统的重要研究前沿,是继ABS之后需要进行重点突破的汽车主动安全控制系统。收集、整理并研究了国内外关于DSC的研究文献和开发的产品,系统总结了DSC研究的关键问题:系统建模、控制策略、控制器开发、性能评估等4个方面的研究现状,为DSC研发提供参考。     

汽车稳定性控制系统侧偏角道路试验测试系统

汽车侧偏角是汽车动力学稳定性控制系统实现对汽车稳定性预估的主要依据,设计了"1+2"GPS侧偏角测试方案,即1个基准站和2个移动站,并搭建了道路试验系统.阐述了传感器选型、系统配置和侧偏角计算方法,进行了系统的实车道路试验,并基于光学侧偏角传感器同时测量的数据验证了GPS方案的可行性.汽车侧偏角道路试验系统能够实现高频率的精确定位、测速和侧偏角测量,兼顾车身和车轮位置姿态测量,现场安装快捷方便,可为稳定性控制系统开发中的侧偏角算法和控制逻辑验证提供试验依据.