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。     

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.     

车辆横摆角速度跟踪控制方法

为改善车辆操纵稳定性，用二自由度车辆动力学状态方程建立了车辆横摆角速度跟踪控制模型。用横摆角速度与其期望值的差值确立了性能指标并求出了反馈控制增益，用该模型计算了车辆在急速转向操纵时的侧向加速度、横摆角速度以及车辆质心的侧偏角响应，计算结果表明了方法的有效性。     

高质心客车防侧翻控制研究与仿真

基于模糊函数设计了模糊逻辑控制器,并应用于厦门金龙XMQ6117Y3型客车,通过该控制器产生横摆力矩与主动转向角使客车的横摆角速度与质心侧偏角响应跟踪其期望值。该控制器仿真计算了转向角阶跃输入和正弦输入的客车横摆角与质心侧偏角响应,试验结果表明该控制器能有效改善高质心客车横摆角速度和质心侧偏角响应,使得横摆角速度与质心侧偏角保持在允许范围,从而保证客车行驶的稳定性,减小客车"驶出"或"侧滑"引起"绊倒"侧翻的可能性。     

基于制动与主动悬架的车辆横向稳定性联合控制

车辆在紧急转向时会产生横摆、侧滑运动,甚至引起车辆失稳。为了提高车辆在转向时的横向稳定性,本文提出了基于PI制动与在线LQG控制的主动悬架的横向稳定性联合控制。通过PI制动改变车辆的横摆角速度。通过实时地调节LQG控制变量的加权值,实现对主动悬架力的合理分配。通过调节主动悬架的垂向力,改变轮胎的垂向载荷,从而改变轮胎的侧向力,达到减小车辆质心侧偏角的目的。最后对控制方法在阶跃输入工况下进行仿真。仿真结果表明,联合控制的车辆横摆角速度较好地跟踪理想横摆角速度,车辆的质心侧偏角大幅减小,车辆在转向工况下的横向稳定性得到提高。说明该联合控制算法是有效的。     

线控转向系统横摆角速度反馈控制律的研究

线控转向系统是转向系的必然趋势.研究了横摆角速度反馈控制律对线控转向汽车操纵稳定性的影响.结果表明:横摆角速度反馈可以增大系统阻尼和带宽,加快转向响应,降低超调,降低质心侧偏角稳态值;并且反馈系数增大时阻尼和带宽增大.在对分路面制动等危险工况下可抑制不期望的车辆横摆运动.     

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。     

多轴转向车辆零侧偏角控制策略研究

建立了多轴转向车辆的二自由度操纵动力学模型,并得到多桥转向车辆横摆角速度.质心侧偏角及侧向加速度与前轮转角之间的传递函数的通用公式.在此基础上,得到车辆采用零侧偏角控制策略时,车辆转向中心到质心的距离,横摆角速度增益及侧向加速度增益的表达式.以某五轴转向车辆为例.对其转向性能进行了分析.结果说明:零侧偏角控制策略能适用于工程车辆.且能使车辆转向更平稳,在高速运行时,能显著提高车辆的稳定性.     

线控转向系统的全状态反馈控制策略

研究了线控转向系统的车辆全状态(质心侧偏角和横摆角速度)反馈控制策略,根据虚拟前轮侧偏刚度的概念得到横摆角速度和质心侧偏角的反馈系数,研究了虚拟前轮侧偏刚度系数对极点、频率特性等的影响.仿真表明,根据车速选择合适的虚拟侧偏刚度系数,可改变汽车的转向特性,即低速时,该系数为正,过度转向程度增大.提高转向灵敏性;高速时,该系数为负,不足转向程度增大,提高转向稳定性.因此全状态反馈控制策略可提高车辆的操纵稳定性.     

非道路动力底盘线控四轮独立转向控制系统研究

我国苜蓿主要生产区为甘肃、宁夏等路况复杂的山地丘陵地带,用于苜蓿收获的非道路动力底盘的行驶灵活性将直接影响其作业性能。为改善其低速工况下的行驶灵活性,基于车辆三自由度动力学模型提出了非道路动力底盘以跟随已知路线前进为目标的多种工况下的分层控制策略,搭建了四轮转向硬件在环实验平台,并进行了仿真实验。实验结果表明:动力底盘模型能够实现轨迹跟随、原地转向及斜向行驶,质心位置最大偏差为0.6 4 1 8 m,中心线方向最大偏差为3.3 0 9 6 rad。开发的控制系统取得较好的半实物仿真效果,为改善非道路动力底盘低速情况下转向灵活性提供了理论基础。     

模型跟踪主动四轮转向汽车最优控制研究

基于车辆线控转向技术,根据最优控制理论,提出了一种汽车前、后轮转角主动转向控制新策略。以汽车侧向动力学二自由度模型为基础,确立了车辆转向理想跟踪模型,设计了四轮主动转向最优控制器,对所设计的控制器进行了仿真分析与验证。仿真结果表明:所设计的前、后轮转角最优控制器改善了车辆瞬态与稳态响应特性,且能很好地跟随理想车辆转向模型,提高了车辆的操纵稳定性。     

四轮转向与主动悬架系统集成控制研究

建立了四轮转向(4WS)和主动悬架的集成系统运动分析模型,研究了横向运动和垂直运动之间的关系以及主动悬架和转向之间的相互作用。以某汽车为对象,进行了集成系统的仿真研究,分析了作动器力大小、前后悬架刚度比等参数对汽车转向性能的影响。研究表明:与2WS相比,4WS能较好地提高车辆转向行驶的安全性;4WS与主动悬架之间具有耦合作用,提高主动悬架作动器力的上限可在一定程度上提高转向的性能;采用4WS能减小主动悬架的能量消耗;较软的前悬架不但能够得到较好的乘坐舒适性,也能在一定程度上改善转向性能。     

前桥摆转式四驱底盘背压控制系统研究

前桥摆转式四驱底盘采用发动机-CVT-定量泵为动力源,轮边液压马达为驱动装置的开式液压阀控系统驱动,需要解决底盘在负负载工况下马达超速的问题。为此,提出一种通过对行走马达进油压力实时监测实现液压系统回油背压控制策略,并根据该控制策略为该底盘设计了一回油背压控制系统。通过AMEsim构建了整机的液压力学模型,分析了行走马达在不同工况下的液压特性,制定了回油背压控制策略。对背压控制系统进行了软硬件的设计,并进行样机试验,验证了该系统控制策略的正确性。实现了样机在正负载行驶时能得到最低的回油背压,保证能量利用最大化;样机在负负载行驶时,选择合适的回油背压,确保液压马达在安全范围内运转。     

电子控制最佳扭矩分配4WD系统研究

通过对行星齿轮式分动器工作过程的分析，以提高运动性能和行驶安全稳定性能、减少轮胎磨损为目的，研究提出一种新的控制前后传动轴扭矩分配的系统。根据前输出轴转速、后输出轴转速、方向盘转角和制动开关等信息，分正常、起步、转向、制动、滑转控制和转速差控制等6种工况，制定最佳扭矩分配方案，对系统实施控制。试验结果表明该系统明显优于其他四轮驱动（4WD）控制系统。     

4LB-0.7型半喂入联合收割机的振动控制与研究

4LB-0.7型半喂入水稻联合收割机具有体积小、重量轻、结构简单、稳定性高等优点,特别适合山区小田块水稻收割。该机采用的滑块式切割机构在作业时会产生较大的惯性力,从而引起收割机不断振动,甚至导致联合收割机不能正常工作,必须在曲柄上增加一定质量的配重以减少振动。通过对该机的切割机构进行动力学分析和研究,用三维直角坐标确定机构中各构件的位置,并建立曲柄、滑块、割刀的运动学模型,利用程序计算得到最优位置和最合理的配重质量,这样就可以解决振动问题。     

砒砂岩改良风沙土对铵态氮吸附特性影响研究

由于砒砂岩的广泛分布和煤炭资料的开发利用,晋陕蒙接壤区出现了一系列生态环境问题。为恢复区域生态,尝试利用区域内的砒砂岩来改良风沙土,以实现砒砂岩的资源化利用和受损生态系统的修复,本研究设计了风沙土中砒砂岩不同添加比例(0、10%、25%、50%、75%、90%、100%)的改良模式。研究了25℃下不同改良模式对NH+4-N吸附动力学和等温吸附特征的影响,评价了不同模型对改良土壤的适应性,以期为建立合理的氮肥施用指标和提高肥料利用率提供依据。结果表明:相同条件下,砒砂岩对NH+4-N的吸附量大于风沙土;随着砒砂岩添加比例的增加,改良土壤对NH+4-N的吸附量呈线性增加关系。砒砂岩的添加可以显著增加风沙土对NH+4-N的吸附,增加土壤供氮的持续性,提高肥料的有效性。准二级动力学模型可用于拟合改良土壤对NH+4-N的吸附动力学曲线。NH+4-N的等温吸附曲线以Freundlich模型拟合效果更优。各处理对NH+4-N的吸附均为自发过程,且为有利吸附,吸附速率由膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

温室滴灌条件下NH_4~+-N转化迁移规律研究

在试验基础上 ,分析讨论了温室滴灌条件下铵态氮的转化迁移规律。研究表明滴灌条件下铵态氮主要在扩散机理作用下迁移速度缓慢 ,迁移距离小 ,在近离滴头附近的表层土壤中显著聚集。就吸附作用和硝化作用对铵态氮转化迁移规律的影响作了定量讨论。     

再生水灌溉条件下典型土壤铵氮吸附解吸试验研究

采用批平衡试验方法,研究了再生水灌溉条件下北京3种典型土壤对NH4+-N短期动态吸附解吸规律。结果表明,NH4+-N在3种典型土壤中易被吸附,吸附量随添加液浓度升高而增加,吸附过程中初期NH4+-N浓度变异性较大,同时NH4+-N在解吸试验后期浓度变异性也较大。对NH4+-N的吸附能力从强到弱依次为壤土A>壤土B>砂壤土,通过等温吸附平衡模型模拟,拟合效果较好。试验结果分析表明,再生水灌溉带来的NH4+-N远未达到土壤的吸附容量,不会迁移至地下水层,不会污染地下水。     

不同喷雾器械对柑橘害虫的防治研究

分别用4种植保器械对柑橘树上害虫进行喷雾防治。结果表明:对于防治柑橘粉虱,MATABI背负式手动喷雾器、工农16背负式手动喷雾器和泰山18型背负式机动喷雾器的防治效果均优于FT21-2手推担架式机动喷雾器。对于防治橘全爪螨,MATABI和泰山18型的防治效果最好,持效期30天;其次是工农16型,持效期20天;FT21-2的防治效果一般,持效期只15天。对于沉积率,MATABI和泰山18型喷雾器最高,显著高于工农16型;工农16型的沉积率显著高于FT21-2手推式。地面流失率则呈相反趋势,手推式喷雾器的药液流失最大,其次是工农16型。对于单株用药液量和单位体积叶幕层用药液量,泰山18型最低,其次是MATABI,再次是工农16型,FT21-2手推式的用药液量最大。泰山18型适合在大型缺水果园使用,MATABI适合在小型、山地果园使用,手推担架式FT21-2只适合在水源充足的大型、高树冠的果园使用。