基于电控液压制动系统的车辆稳定性控制策略

针对带有电控液压制动(EHB)系统的乘用车进行研究,提出了一种新的稳定性控制策略。首先利用模糊推理的方法分别对横摆角速度偏差和质心侧偏角速率的门限值进行确定,然后利用逻辑门限PI控制方法计算出附加横摆力矩,最后在EHB系统上对附加横摆力矩加以实现。另外,还采用模糊PI自整定算法对EHB系统轮缸的目标压力进行优化控制。仿真及实验结果表明:模糊PI自整定算法在EHB的整个工作区段都具有良好的控制效果;当车辆在转向过程中失去稳定时,本文所提出的控制策略能够及时地对车辆进行稳定性控制,提高了车辆在行驶过程中的安全性。     

基于横摆力矩控制的电动轮自卸车制动力分配策略

电动轮自卸车在左右附着系数不同的路面进行紧急制动时,会产生干扰横摆力矩,导致自卸车侧滑跑偏。为此,提出了一种基于横摆力矩控制的电动轮自卸车制动力分配策略,该策略采用参数模糊自整定PID控制器,根据横摆角速度偏差值分别调整制动时自卸车左轮和右轮的滑移率,自动分配左轮和右轮的制动力来直接实现横摆力矩控制。仿真分析结果表明:系统能够很好地实现电动轮自卸车制动力的合理分配;采用制动力分配策略后,最大侧滑距离从8.9 m减小为0.72 m。     

汽车侧向避撞系统的模糊-PID控制仿真

汽车在高速行驶过程中进行超车或两车并列行驶时容易出现侧向碰撞。提出利用主动转向技术,根据两车并行时侧向距离的变化控制两车侧向距离满足安全要求,减小汽车发生侧向碰撞的可能。建立了基于两车侧向距离及其变化率的模糊-PID控制模型,确立了相应的控制策略和控制算法,设计了模糊-PID控制器,进行了复杂工况下的仿真试验,并将仿真结果与利用PID控制方法得到的仿真结果进行了对比。结果表明利用主动转向模糊-PID控制技术,能减少汽车在超车时发生侧向碰撞的危险,使汽车在高速行驶过程中具有更好的安全性。     

一种车辆横摆率控制参数整定的新方法

在车辆操纵稳定性控制系统中,横摆率作为重要的控制变量,对车辆横向稳定性起着至关重要的作用.PID控制作为现实中最常用的控制方法之一,虽然在工程应用中容易实现,但参数整定始终是束缚其发展的一大难题.基于径向基函数理论,以前轮转向角幅值和PID控制参数为代理模型输入,以车辆横摆率曲线的关键点为代理模型输出,构建了集成PID控制器的ADAMS车辆动力学代理模型.这样在实现了PID控制参数快速整定的同时,避免了时间状态因素对代理模型的影响.通过数值仿真验证,该方法建立的代理模型精度高,整定的PID控制器能较好地实现车辆横摆率对期望横摆率的准确跟踪,对车辆的横向稳定性改善效果明显.     

载重汽车曲线行驶智能循迹控制仿真研究

载重汽车在较复杂路段行驶时,由于载重较大,若偏离预期行驶路径易引发严重交通事故.针对载重汽车重载状况下转弯行驶工况,利用横摆力矩方法控制汽车稳定性,通过分析车轮垂直载荷和侧偏角的变化对制动力的影响,提出了控制载重汽车保持行驶轨迹的控制策略,设计了模糊控制器并进行了仿真研究.仿真结果表明.所提出的载重汽车智能循迹控制系统能提高汽车曲线行驶时的循迹能力,对于提高汽车的行驶安全具有一定的意义.     

基于多级鲁棒PID控制的汽车稳定性控制策略

利用AMESim软件搭建了整车和液压制动系统模型。将基于H∞控制理论的PID控制算法应用于汽车稳定性控制的研究。根据车辆行驶状态的变化调整鲁棒PID控制器的参数,构建以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的汽车稳定性控制算法。进而利用PID控制算法得出制动轮缸压力,实现了整车的稳定性控制。利用Matlab/Simulink和AMESim建立联合仿真平台,对控制算法进行验证。结果表明,该控制算法具有很好的实时性和控制效果,能够满足车辆稳定性控制的要求。     

PID参数模糊自整定控制在液位控制系统中的应用

针对液位控制过程中存在的大滞后、时变、非线性的特点,提出了PID参数模糊自整定控制算法。运用阶跃响应测试对双容水箱液位系统建立数学模型选取恰当的隶属度函数和PID控制规则,设计PID参数模糊自整定控制器。最后,利用MATLAB工具对PID参数模糊自整定控制算法和传统PID控制算法进行仿真比较。仿真结果表明,与传统PID控制算法相比,PID参数模糊自整定控制算法具有超调小、调整时间短等特点。     

汽包水位模糊控制研究

针对汽包水位控制系统优化问题,基于模糊控制理论设计了一种二输入、三输出模糊自整定PID控制器,建立了汽包水位模糊自整定PID控制系统.并对基于传统PID控制和模糊自整定PID控制进行仿真对比分析.结果表明:模糊自整定PID控制可以很好地改善控制系统的动态和静态特性,使汽包水位的稳定性明显提高.     

基于模糊自整定PID的直升机飞行控制律设计

在经典PID控制律基础上,引入模糊控制的概念设计模糊自整定PID控制律改进无人直升机姿态回路控制器,实现了PID控制器的参数在线自整定,并改善了控制器性能.通过Matlab对闭环系统进行算法仿真,表明模糊自整定PID控制器能够发挥优于传统PID控制器的控制性能.最后对所设计的控制器进行半物理仿真验证,通过对比典型输入指令下经典PID和模糊自整定PID两种控制器的控制效果,验证了模糊自整定PID对系统性能的优化.     

工业锅炉汽包水位控制系统的优化

传统的PID控制方法不能完全有效解决汽包水位问题,因为它具有多变性、非线性以及强耦合等特点.因此研究了模糊神经-PID这种控制策略,将模糊神经网络的PID控制器作为给水控制系统的锅炉汽包水位调节器,可实时整定PID控制器参数,以适应控制系统的响应快速性、调节平稳性、及抗干扰能力的要求.仿真结果表明:工业锅炉汽包水位控制系统中可以采用模糊神经-PID控制策略进行优化.     

Map-based control method for vehicle stability enhancement

This work proposes a map-based control method to improve a vehicle's lateral stability, and the performance of the proposed method is compared with that of the conventional model-referenced control method. Model-referenced control uses the sliding mode method to determine the compensated yaw moment; in contrast, the proposed map-based control uses the compensated yaw moment map acquired by vehicle stability analysis. The vehicle stability region is calculated by a topological method based on the trajectory reversal method. A 2-DOF vehicle model and Pacejka's tire model are used to evaluate the proposed map-based control method. The properties of model-referenced control and map-based control are compared under various road conditions and driving inputs. Model-referenced control uses a control input to satisfy the linear reference model, and it generates unnecessary tire lateral forces that may lead to worse performance than an uncontrolled vehicle with step steering input on a road with a low friction coefficient. However, map-based control determines a compensated yaw moment to maintain the vehicle within the stability region,so the typical responses of vehicle enable to converge rapidly. The simulation results with sine and step steering show that map-based control provides better the tracking responsibility and control performance than model-referenced control.     

基于主动横摆力矩优化分配的车辆底盘集成控制

基于二自由度车辆模型设计了车辆底盘集成控制器,开发了基于二次规划法的主动横摆力矩优化分配算法。针对阶跃转向和单移线转向行驶两种典型工况进行了仿真试验。结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显地改善车辆的操纵稳定性;开发的主动横摆力矩优化分配算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,能获得较好的车辆操纵稳定性。     

基于模糊与PID的车辆底盘集成控制系统

建立了车辆七自由度动力模型,基于模糊和PID设计了车辆底盘集成控制器的顶层控制器,在底层,用PI方法来控制线控转向系统;用二次规划法对主动横摆力矩进行了分配,并针对单移线转向行驶工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆的操纵稳定性;开发的分层控制算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。     

隧道洞口路面两种材料交替对行车的影响及交替位置优化

用动力学仿真手段模拟了直隧道和曲线隧道洞口路面两种材料交替区域的行车过程,获得了路面材料交替位置前后的行车动力学响应。分析了车辆加速度、制动强度、路面材料交替位置和附着系数差异等因素对行车的影响。结果表明:两种路面材料交替位置的附着系数突变是洞口事故最主要的致因,而其机理是左右轮载不相等导致车辆在驶经交替位置时发生横摆。制动行为对曲线隧道洞口行车稳定性的影响要比直隧道洞口显著,而加速行为对行车的影响更为明显。两种材料交替的位置对行车稳定性影响较大,设计时在隧道入口应将沥青路面延伸至车辆制动结束之后,出口的交替位置应安排在车辆加速起点之前。为了减小附着系数差异,应保证洞内水泥路面的附着系数在0.35之上。     

基于模型预测控制的汽车底盘集成控制

为了实现汽车底盘的集成控制,提出了模型预测控制(MPC)方法。在紧急避障操纵时,利用四轮差动制动和主动前轮转向集成控制的方式实现对汽车理想操纵特性的跟随。上层集成控制器通过模型预测控制方法决策下层子控制器所需的附加横摆力矩和前轮附加转角。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。在Carsim中的虚拟试验对模型预测控制方法的控制效果进行了验证。     

基于横摆角速度预测的制动防抱死系统单轮修正控制策略

针对制动防抱死系统(ABS)系统在对开路面的制动稳定性展开研究,基于Kalman滤波技术构建了横摆角速度预测器,并基于此实现了单轮修正控制策略,在充分保证ABS系统在对开路面下制动的方向稳定性的前提下,有效缩短了制动距离。利用硬件在环实验台,对控制策略进行了验证,结果表明设计的控制策略可以充分提高ABS的性能。     

基于横摆角速度反馈的电动助力转向车辆操纵稳定性分析

提出一种基于横摆角速度反馈的车辆横向稳定性控制方法,以横摆角速度为控制目标,利用前馈补偿控制产生横摆力矩和附加的前轮转角,通过对车辆转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度很好地跟踪参考模型.对车辆转向系统不加入反馈、加入正反馈和加入负反馈3种工况分别进行试验分析,试验表明该方法能有效地控制车辆横摆角速度,同时减轻驾驶员操纵负担.     

汽车稳定性控制中横摆力矩决策的LQR方法

综合跟随理想横摆角速度的方法和抑制汽车质心侧偏角的汽车稳定性控制方法,提出了一种新的最优控制方法。以线性二自由度车辆操纵特性模型为控制目标,基于汽车横摆力矩与车辆状态偏差之间的动力学关系建立了控制系统模型。采用线性二次型调节器(LQR)方法进行了汽车横摆力矩的决策,实现了汽车稳定性控制。在硬件与驾驶员在环仿真试验台上的试验验证了LQR方法的控制性能。     

电动轮汽车DYC控制硬件在环仿真

针对由于电动轮汽车缺少传统的机械差速装置,导致系统呈现严重的非线性问题,提出一种基于模糊规则的电动轮汽车DYC系统,该DYC系统可以协助驾驶员在转向时保持对车辆的控制.设计了基于x PCTarget的硬件在环仿真平台,采用DSP2812嵌入式DYC控制器与实时运行的电动轮汽车仿真模块联合进行电动轮汽车直接横摆力矩控制实验.实验结果表明,基于x PCTarget的硬件在环仿真平台的实时性很好地满足了实验要求,DYC系统可提高车辆的稳定性.