基于DYC和ABS分层协调控制策略的ESP仿真

提出了一种基于直接横摆力矩控制器(DYC)和制动防抱死系统(ABS)分层协调控制策略的汽车电子稳定程序(ESP)控制方法,以提高ESP的控制效果.在DYC和ABS的基础上设计了一个协调控制器,将控制系统分成上下层.上层协调控制器根据侧偏角的偏差值和车轮的滑移率计算出对下层子系统的调节量,统一协调下层的DYC和ABS工作.仿真结果表明,采用此协调控制策略,可比单独采用DYC更好地维持车辆的方向稳定性和侧向性能.     

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。     

基于轮速误差的模糊PID电液复合制动控制

为了提高电动汽车电液复合制动中液压制动压力的控制精度以及规划两种制动力矩,设计了一种基于轮速误差电液复合制动防抱死系统(ABS)控制方法。该方法使用模糊PID联合前馈控制作为上层控制器,采用电液制动力矩分配控制算法作为下层控制器,最后进行ADAMS与Simulink联合仿真。仿真结果表明,提出的上层控制器算法能将滑移率控制在20%附近,在保证可操纵的同时提升了制动能力;提出的下层控制器的电液制动力矩分配控制算法能有效地减少液压阀的开启和关闭,且控制精度高,响应快。     

低附着系数路面ESP与EPS协调控制研究

针对低附路面车辆转向行驶时,由ESP系统工作引起的轮胎自回正力矩严重缺失,设计基于EPS回正力矩补偿控制下的ESP与EPS协调控制策略。当车辆在低附路面出现过度转向时,由EPS回正力矩补偿控制器对轮胎自回正力矩进行补偿,避免驾驶员因路感的缺失而过度反向转动方向盘,并输出控制后的方向盘转角。对由线性两自由度车辆模型求得的理想横摆角速度进行修正,修正值输入给ESP,提高ESP控制精度,保证车辆在低附系数路面转向行驶的操纵性和稳定性。     

基于全轮纵向力优化分配的4WD车辆直接横摆力矩控制 4

为了充分利用四轮独立驱动(4WD)与直接横摆力矩控制(DYC)各自的优势,提出了基于全轮纵向力优化分配的4WD车辆DYC系统方案.利用改进的2DOF车辆模型制定DYC稳定性控制目标,设计基于最优动态滑模的"前馈+反馈"DYC控制器.建立全轮纵向力优化分配模式,结合HSRI轮胎模型设计了降低整车路面附着负荷的目标函数,并通过约束优化得出全轮纵向力分配值.研究表明,全轮纵向力优化分配可提高整车路面附着余量,进一步提升了DYC系统的控制性能.     

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。     

汽车主动前轮转向和防抱死制动协调控制

针对汽车转向制动工况提出了一种主动前轮转向和防抱死制动系统的协调控制方法.分别设计了转向控制器和制动系统控制器,在分层协调控制思想的基础上建立了上层协调控制器,对两个系统进行协调控制.仿真结果表明:采用此控制策略对主动前轮转向和防抱死制动系统进行控制,能够改善车辆的操纵稳定性和制动性能:车身横摆角速度均方根值由0.046 1 rad/s降为0.038 2 rad/s,车身横向加速度均方根值由0.935 2 m/s2降为0.788 6 m/s2,制动距离由23.984 5 m减小为23.1092 m,前轮滑移率均方根值由0.1968增为0.1975,后轮滑移率均方根值由0.196 5增为0.198 1.     

融合模糊与PID算法的自动泊车转向控制器

汽车自动泊车是一个典型的非线性控制问题,一般采用模糊控制方法来解决。以装有自动泊车系统的某款车为控制对象,针对车辆的转角、方向盘转角和车速之间的协调转向控制问题,提出一种融合模糊与PID协调控制算法。建立车辆动力学模型,推导出车辆在转向过程中方向盘转角与前轮转角、车速的约束关系。利用模糊逻辑和PID等控制理论,结合熟练驾驶员泊车经验,在Simulink中设计自动泊车转向控制器并模拟泊车过程。最后仿真验证该泊车策略的有效性。     

基于神经网络逆系统方法的汽车底盘解耦控制

为了消除汽车底盘各电控子系统间的耦合影响,采用了一种基于神经网络逆系统方法的底盘解耦控制策略.对集成主动前轮转向( AFS)、直接横摆力矩控制(DYC)和主动悬架(ASS)的汽车底盘系统进行研究,利用Interactor算法分析了底盘系统的可逆性,建立了多变量底盘系统的BP神经网络逆系统模型,将闭环控制器与神经网络逆系统组成复合控制器用于改善系统的动态性能,并进行了仿真验证.结果表明,基于神经网络逆系统方法的解耦控制策略能够消除底盘各电控子系统间的干涉和耦合影响,有效改善整车的操纵稳定性.     

考虑车辆动力学特性的半挂汽车列车队列协调控制

为提高低附着极限操纵工况下半挂汽车列车队列的跟驰控制性能,保证队列运行的安全性,提出考虑个体车辆动力学特性的半挂汽车列车队列协调控制方案。首先建立了12自由度(12DOF)的非线性半挂汽车列车模型作为队列中个体车辆的动力学仿真模型,其次设计了基于车头时距策略和模型预测控制(MPC)方法的上层队列跟驰控制器,一个显著特点是加速度约束可以根据路面附着的变化自动调整,即在进行上层队列的控制决策时就考虑了个体车辆动力学的潜能,使决策的期望跟驰加速度不超出个体车辆动力学极限,实现了上层队列跟驰与下层车辆动力学稳定性的协调控制。为准确识别路面附着工况,设计了基于带有遗忘因子的递归最小二乘法的路面附着系数估计算法。最后,以3辆车组成的半挂汽车列车队列为对象,对控制方案进行仿真验证,并分析了轴间制动力分配对队列跟驰控制和队列中各车辆横向稳定性的影响。研究结果表明:所提出的队列控制方案可以实现队列的跟驰控制,验证了在低附着路面条件下通过上下层的协调控制,可以显著减小跟驰误差和车间距波动,缩短跟驰调整时间。通过仿真分析还得到不同的制动力分配方案对队列跟驰性能的影响差别较大,并且还会显著影响车辆的横向稳定性。     

基于电磁机械耦合再生制动系统的ABS控制

针对现行电动汽车再生制动的不足,提出一种新型电磁机械耦合再生制动系统(EMCB),进行了动力学分析和耦合机理研究;针对目前传统ABS离散开关控制的不足,基于EMCB系统和模糊自适应滑模控制提出了一种连续状态控制的ABS控制策略,以对接路面下的车辆直行制动工况和低附路面下的弯道制动工况为例,对车轮滑移率、制动能回收率、制动稳定性等进行了仿真分析。研究结果表明,所提出的ABS控制策略具有良好的响应性、鲁棒性和滑移率控制性能,既保证了制动稳定性和制动效能,又提高了制动能回收率,有效增加了电动汽车的续驶里程。     

电动汽车再生摩擦集成制动系统ABS控制性能研究

提出电动汽车再生摩擦集成制动系统,建立了集成制动系统动力学模型和仿真系统;针对小型电动乘用车,分别在高附着路面直行、低附着路面直行、高附着弯道行驶3种典型工况下,对集成制动系统进行ABS性能仿真试验研究。研究中,以各轮制动转矩、滑移率和质心纵向加速度表征ABS控制性能参数,以纵向位移和质心侧偏角表征车辆行驶稳定性参数,以制动能回收率表征车辆能量回馈性能参数。研究结果表明,电动汽车再生摩擦集成制动系统具有较高制动性能、良好的ABS控制性能及较好的前后轮制动力分配性能,同时显著提高了制动能回收率。     

车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制

提出了车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制的策略：法车辆制动时，主动悬架控制系统不再以乘坐舒适性为主要控制目标，而是作为调节轮胎法向反力变化的工具，使得轮胎法向反力在车轮滑移率达到最优时也达到最大值，从而获得最大地面制动力。结合7自由度非线性车辆模型，考虑轮胎动态特性的影响，利用基于滑模变结构控制理论联合控制策略进行了车辆制动模拟试验。试验结果表明，车辆采用防抱制动系统与主动悬架联合控制，在保证车辆制动稳定性的同时充分利用路面提供的最大附着系数，获取最大地面制动力，从而显著提高了车辆制动性能。     

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。     

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ADAMS和MATLAB的汽车操纵稳定性联合仿真

本文通过利用Adams/CAR建立了整车动力学仿真模型;基于DYC控制方法和线性二次型最优控制理论,在Matlab中建立前馈-反馈复合控制系统和与ADAMS联合的控制模块,实现ADAMS与Matlab的车辆稳定性控制联合仿真;通过调节控制系统参数,对湿滑路面的阶跃工况进行仿真,分析联合仿真的结果,使控制器对车辆的稳定性控制效果达到最佳.结果表明,本控制系统能有效提高车辆的操作稳定性.     

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。