基于轮胎力优化分配的车辆稳定性控制研究

为了改善车辆在低附着系数路面的稳定性,提出了基于轮胎力优化分配的车辆稳定性控制策略。整体控制方案采用分层结构的控制方法,上层横摆力矩控制器以跟踪期望横摆角速度为目标,输出保持车辆横向稳定性的修正横摆力矩;下层控制分配器通过最优化控制分配方法,合理、最优地分配各轮制动力大小,实现上层修正横摆力矩。采用MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真平台,验证所设计稳定性控制方案的控制效果,并与传统的单轮、单侧制动控制方式进行对比。研究结果表明,在低附着系数路面上,同时对多个车轮进行优化分配控制可以发挥更大的控制潜力,控制效果明显优于单轮/单侧制动控制方式。     

电动装载机电液复合制动协同控制策略研究

针对电动装载机的电液复合制动系统,为满足多工况制动需求以及保障制动安全性,本文提出了一种基于再生制动自由行程液压制动阀的电动装载机液压制动系统。结合电动装载机的理想前后轮制动力分配曲线以及制动意图识别得到的制动强度,制定了制动强度与整车制动力矩需求的分配曲线;为进一步提高再生制动力与液压制动力分配的协调性,同时兼顾制动能量回收效率,提出了一种基于行走再生制动和液压制动的电液复合制动协同控制策略,降低了整车总制动力矩波动,保证了制动模式切换的平顺性。最后,搭建了基于AMESim-Matlab/Simulink联合仿真模型,并搭建试验样机,验证了电动装载机复合制动协同控制策略的可行性,结果表明,该系统能量回收效率可达71.6%,制动回收率可达44.5%,一个工作循环实现节能7.6%,说明本文提出的控制策略具有良好的制动性能和能量回收效率。     

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。     

基于DYC和ABS分层协调控制策略的ESP仿

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PID控制方法的电磁液压复合制动系统建模与仿真

针对电磁制动与液压制动复合制动系统的模式切换所造成的车辆制动不稳定的现象,提出一种控制策略,采用逻辑门限值的控制方法来实现电磁液压复合制动系统的制动模式平稳切换。为实现制动力矩连续稳定的控制,再利用PID控制算法,协调制动模式切换时制动力矩所产生的波动,并通过仿真分析验证控制策略的有效性,使电磁液压复合制动系统更加实用可行。     

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。     

接触式拖拉机导航控制系统

为提高接触式拖拉机导航系统性能和导航精度,针对玉米秸秆行间作业,设计了双层控制器接触式导航控制系统.在分析接触式导航传感器检测信号的基础上,以触杆转角为输入、前轮目标转角为输出设计了模糊控制器作为导航控制的上层控制.下层控制针对电液系统的非线性,采用带非线性补偿的PID控制器实现对拖拉机前轮转向角的控制.该导航控制方法在Matlab/Simulink平台上进行了仿真,导航控制系统在秸秆行间进行了试验验证.仿真和田间试验结果表明,导航控制算法的响应快、稳定性好.当行驶速度不超过1 m/s时,拖拉机导航精度在50 mm以内,平均误差15 mm,能满足玉米秸秆行间作业要求.     

监督控制下的车辆集成底盘控制策略与仿真

分析了轮胎侧偏角与操纵稳定性的关系,提出根据前、后轮胎侧偏角及其角速度来定义判断车辆稳定性的因子.采用层次化的模糊逻辑监督控制协调各相对独立的子功能控制器,以实现主动转向、主动驱动/制动的集成控制.下层的各子功能控制器根据上层监督控制分配的权重,实现各自的横摆角速度跟踪或者稳定性控制目标.通过仿真研究了这种层次化集成控制策略和算法在极限工况下的性能.结果表明,相比传统的一些独立或联合的底盘控制方法,该集成控制避免了控制器间的冲突,在极限工况下能更好地实现车辆状态跟踪和稳定操纵,并可减小控制能量消耗.     

基于电动伺服系统的制动能量回收控制策略研究

基于电动伺服系统对制动能量回收控制策略进行研究。首先对电动伺服制动系统的部件组成和工作机理进行分析;然后取车速和制动强度双参数对制动模式进行划分,并兼顾整车经济性和车辆安全性对电液制动力进行协调分配,使用制动强度、初始车速、电池SOC对电动机制动扭矩进行修正;分析了轮缸压力控制理论,并给出压力控制需求,基于电动伺服系统提出前馈加三闭环反馈的轮缸压力控制算法,实现轮缸压力的精确控制,通过仿真跟随正弦曲线目标压力对提出的算法进行验证,结果表明此压力控制算法可以满足控制需求;最后在纯电动整车平台上对提出的制动力分配策略和压力控制算法进行验证,并以制动能量回收率为节能评价指标,对制动能量回收策略进行经济性评价,试验结果验证了提出的制动力分配策略和压力控制算法的有效性和可行性。该制动能量回收策略能显著提高制动能量回收率,改善整车经济性。     

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MPC的车辆横摆稳定控制器设计

设计了一种基于MPC的车辆横摆稳定控制器。首先从车辆横摆稳定性的控制需求分析出发,提出了整体控制方案;分析了采用模型预测控制方法设计控制器的具体过程;在此基础上,介绍了从控制器中决策出的附加横摆力矩在各个车轮间的分配方案;并设定了不同的工况,对横摆稳定控制算法进行离线仿真实验,验证采用模型预测控制方法解决横摆稳定控制问题的有效性。     

车辆防侧翻横摆力矩最优控制策略研究

为提高车辆在危险工况下的防侧翻性能,本文利用差动制动及主动转向两种控制方式对车辆进行防侧翻最优控制研究。在系统动力学模型和相关轮胎模型的基础上,利用模糊控制方法设计控制系统的上层控制器,利用防止车辆侧翻所需的矫正横摆力矩,采用主动转向和差动制动协调控制从而得到最佳矫正横摆力矩的方法来控制车辆的侧翻,并进行了仿真分析。结果表明,运用这两种控制方式对车辆进行最优控制时,两种控制方式产生的矫正横摆力矩达到最优,有效地降低了车辆在弯道路段的侧向加速度,提高整车的防侧翻性能,能够快速准确地使车辆恢复稳定。利用Matlab对控制系统进行了仿真与分析,仿真结果验证了所提出控制方法及控制策略的有效性,与未采用防侧翻控制系统的仿真结果相比,整车的主动安全性得到提高。     

基于DEKF的商用车稳定性控制研究

建立了双扩展卡尔曼滤波(DEKF)估计器,经过双移线工况的仿真验证,确定估计器的准确性,可用于控制系统的研究;应用双扩展卡尔曼滤波方法估计车辆的状态及参数,估算出反映侧翻的危险时刻。控制采用线性二次型LQR最优方法求解纠正车辆姿态所需要的最优补偿横摆力矩,然后基于差动制动的控制策略,把横摆力矩分配到某个唯一车轮上,设计PD控制器对滑移率进行控制。最终在Trucksim-Simulink联合仿真中证实,该系统能及时控制住车辆,避免车辆侧翻。     

基于AMESim-Simulink的电液位置伺服系统的自适应模糊PID控制

电液伺服系统具有响应速度快、控制精度高等优点,被广泛应用于工业控制各领域。但其存在饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点,针对实际电液伺服系统中这些特点导致的非线性环节建模不准确的问题,采用自适应模糊PID控制算法对电液位置伺服系统进行控制。首先对电液位置伺服系统的开环传递函数进行了推导,其次在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,最后采用模糊PID控制算法对系统的阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究。研究结果表明：自适应模糊PID控制对于输入信号具有响应速度快、跟踪精度高、无滞后与超调等良好的控制特性。     

无人驾驶导航控制系统设计

针对国内无人驾驶拖拉机导航控制系统的控制精度问题,设计了一种基于GPS/BDS定位系统的横向偏差跟踪算法和PID控制方式的复合导航控制算法。首先介绍了拖拉机无人驾驶系统的组成原理;其次介绍了导航控制系统算法的组成同时对拖拉机进行运动学建模,并采用横向偏差跟踪算法和PID控制方式的复合导航控制算法设计拖拉机无人驾驶导航控制器;最后仿真结果表明,该算法具有较好的横向误差控制精度,能够有效提高无人驾驶拖拉机的工作效率。     

双电机独立驱动方程式赛车稳定性控制研究

为防止FSEC赛车在行驶过程中发生侧滑、甩尾现象,针对双电机独立驱动方程式赛车,提出了利用横摆角速度进行模糊PI控制方法。确定整车横摆力矩分层控制结构,设计了模糊控制器和规则制动力分配方法。模糊控制器根据期望的横摆角速度值和实际的横摆加速度决策出所需的附加横摆力矩,并通过制动力分配方法进行差动驱动实现。应用CarSim搭建车体模型,应用CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真对控制方法进行了仿真验证。结果表明:利用横摆角速度控制的横摆力矩模糊PI控制方法可以使赛车按照车手的期望路径稳定行驶,有效提高赛车行驶稳定性。     

基于分布式结构的车辆稳定性控制系

提出了一种车辆稳定性控制系统,基于分布式结构的分析方法,通过合理分布复杂的控制算法将控制系统分为控制分析、控制分配和控制执行3个层次.在控制分析层采用了滑模变结构控制方法,计算出车辆期望作用力和横摆力矩.使用非线性优化方法将期望值分配到4个车轮上,实现并优化了控制分配效果.在CarMaker车辆动力学分析环境中进行了仿真分析,结果表明设计的控制算法提高了车辆在极限工况下的稳定性,降低了驾驶员驾驶强度.     

拖拉机耕深模糊PID自动控制策略研究

为获得良好的拖拉机耕深均匀性、提高电液悬挂系统的控制精度,提出了一种耕深模糊PID自动控制策略。首先,介绍了系统的工作原理,并将加权系数应用于拖拉机力位综合控制的分析中,建立了系统各元件的数学模型;然后,根据系统的工作特性及耕深要求,设计了模糊PID控制器;最后,在Simulink中引入有限状态机模块,建立了电液悬挂系统力位综合控制的仿真模型。在相同阻力条件下,分别验证了加权系数取0、0.25、0.5、0.75、1时,控制器的响应效果并与PID控制器进行对比。仿真结果表明:提出的控制策略能更快、更精确地达到耕深设定值,满足了耕深均匀性的要求,为拖拉机电液悬挂系统多参数综合控制的设计提供了参考。     

四轮转向和差动制动联合控制的车辆横摆动力学

提出了一种基于四轮转向和差动制动联合控制的车辆横摆动力学控制策略。根据四轮转向和差动制动对横摆动力学的影响,设计了一个双输入双输出模糊控制器,以产生适当的横摆力矩和后轮转向角来控制质心侧偏角和横摆角速度。在Matlab／Simulink环境下建立了相应的仿真模型并在典型转向工况下进行了仿真试验。研究结果表明,与两个系统单独控制相比,联合控制情况下车辆的横摆动力学响应特性得到了很好的改善,从而提高了车辆的操纵稳定性和安全性。