适用于后轮轮毂驱动车辆的稳定性控制策略

针对后轮轮毂驱动车辆的稳定性控制问题,提出了基于分层结构的稳定性控制器.首先,在上层控制器中利用参考模型计算理想车辆运动状态,采用LQR控制器计算车辆需要的附加横摆力矩,并根据车辆的稳定性状态进行变权重的设计.其次,为了使车辆能获得尽可能大的地面附着力,提出模糊控制器对每个车轮的滑移/滑转率进行控制.在下层控制器中,根据车辆的稳定性状态对后轮轮毂电机的驱动力矩进行分配.最后,通过VCU在环试验对控制器的有效性进行了验证.结果表明:本文提出的稳定性控制器在车辆处于稳定域内时能计算出附加横摆力矩,控制车辆的横摆角速度,迅速跟随理想值,并抑制质心侧偏角的增大;当车辆处于失稳状态时,能控制车辆迅速恢复稳定,抑制车辆的侧滑.在整个控制过程中,车轮的滑移/滑转率始终保持在最佳滑移/滑转率附近,保证车辆获得较大的附着力.     

轮胎侧偏角对路面车辆附着性能的影响

轮胎侧偏角对路面车辆纵向和侧向附着系数的峰值和最佳滑转率有重要影响，本文依据实验数据建立回归方程来描述它们之间的依赖关系。纵向烽值系数和侧倔角呈线性关系，侧向峰值系数和侧偏角呈复杂的函数关系；侧偏角对纵向最佳滑转率的影响呈指数函数关系，而对侧向最佳滑转率几乎没什么影响。     

基于联合控制的汽车驱动防滑系统

为提高前轮驱动车辆在低附着或对开路面上的加速性能,设计了基于节气门与制动干预联合控制的驱动防滑系统.车速较低时选择前后轮速差作为ASR控制量,车速稍高时选择驱动轮滑转率作为ASR控制量.应用扭矩传感器测试了低附着路面的最佳滑转率,设计了基于车轮滑转程度的ASR工况识别方法,开发了针对低附着和对开路面的节气门与制动干预联合控制逻辑,进行了基于捷达GTX轿车的实车试验.试验结果表明,该系统控制逻辑合理,能够对工况做出准确识别,车速较低时将前后轮速差控制在7km/h内,车速稍高时将驱动轮滑转率控制在20%附近,提高了车辆的加速性能.     

矿用双电机双轴驱动铰接车辆转矩协调控制

双电机双轴驱动FRID（Front and Rear Axle Independent Drive）可以解决煤矿无轨辅助运输重型车辆排布困难和动力不足等问题,但该结构方式的驱动、制动性能的提升受到转矩分配策略的约束,如何实现双电机转矩协调控制是研究该类问题的重点也是难点。针对矿用FRID铰接车辆的驱动转矩分配问题,为提高系统的能耗经济性,提出了一种基于门限的转矩分配策略,以车辆侧向操纵稳定性为约束条件,对门限分配转矩进行了限制,提高了车辆转弯时轮胎的侧偏刚度和侧向动力学性能;为确保车辆在低附着路面上获得最佳驱动力,以轮胎滑转率为控制目标对前后轴电机驱动转矩进行独立控制。在Matlab/Simulink 环境下分别建立了矿用双电机双轴驱动铰接车辆转矩分配控制器模型及车辆动力学模型,对不同路面条件下的控制效果进行了仿真分析。基于dSPACE 平台,搭建了硬件在环仿真测试系统,对转矩分配控制器的实时控制性能进行了验证。结果表明：硬件在环测试结果与软件仿真结果具有良好的一致性,门限型转矩分配策略是一种简洁有效的经济型转矩分配策略,给定工况下的循环能耗比动力型分配可降低3%-5%;以侧向操纵稳定性为约束条件对门限分配转矩进行限制,内侧车轮的最大滑转率被控制在0.2附近,提高转弯时轮胎的侧偏刚度,从而降低车辆不足转向量,改善了车辆的转向能力。     

电控空气悬架车辆自适应前照灯控制策略研究

为有效提高前照灯夜间照明效果,本文在充分考虑国标GB7258《机动车运行安全技术条件》基础上,根据车身高度、车速等信号变化,提出一种自适应前照灯系统(adaptive front-light system,AFS)的新型前照灯垂向控制策略,以合理调节其夜间照射角度。同时,采用Matlab/Simulink和Stateflow软件,建立前照灯垂向控制策略模型,并对车辆在加速工况和减速工况条件下进行仿真分析。仿真结果表明,在车辆高度变化及车辆加速情况下,所提出的控制策略模型可有效调节前照灯照射角度,提高驾乘安全性;在车辆高度变化及减速条件下,所提出的控制策略模型亦可实时有效地调节前照灯照射角度,改善驾乘人员夜间行驶安全性。该研究可有效提高电控空气悬架系统车辆夜间行车安全性。     

车辆系统牵引动力学模型与起步加速过程仿真

本文建立了车辆系统的牵引动力学简化模型，模型考虑了发动机自动控制过程，离合器的滑磨、驱动轮的滑转以及挂接装置的间隙。在此基础上，建立了系统的牵引了动力学运动微分方程组。着重讨论了运输机组起步加速过程仿真模型。并以泰山－25挂车机组为例，给出了其起步加速过程的仿真结果。本文所提出的仿真模型可用于车辆系统的起步加速过程的仿真、离合器接合过程的仿真，并可用于汽车动力性能、拖拉机牵引性能的分析。     

月球车驱动轮在不同介质上的牵引性能

在月壤-车轮土槽测试系统上对月球车驱动轮在不同介质条件下的牵引性能进行了试验研究。试验结果表明:当滑转率在0～80%时,挂钩牵引力和效率系数呈现增加趋势,压实2次和4次的模拟月壤分别比自然状态时最大挂钩牵引力提高了38.9%和66.7%,最大效率系数提高了69.9%和171.6%。水泥路面的牵引性能要高于模拟月壤上的牵引性能,且当滑转率为20%时,驱动轮在水泥路面上的挂钩牵引力为其在模拟月壤上的8.2倍。驱动轮在模拟月壤和石英砂上的牵引性能相似,前者略好于后者,当滑转率为10%时,挂钩牵引力分别为36.8N和33.1N。     

电动汽车动态路面驱动防滑控制与仿真

为了提高电动汽车在复杂路面情况下的加速能力和稳定性,提出了一种基于动态路面最优滑转率估计的驱动防滑控制策略并进行了仿真研究。首先从车辆-地面系统模型入手,分析了路面参数估计的数学原理并给出了单一路面下的最优滑转率判别条件,进而将多种路面交叠的情况下的最优滑转率参数估计问题转化为高、低附着路面相互切换的统一问题进行了深入分析,引入高估门限λmax与低估门限λmin设计了最优滑转率的动态估计方法。基于动态路面的参数估计建立了相应的驱动防滑控制策略。仿真结果表明:所提出的参数估计方法和控制策略显著提高了电动汽车的加速能力,且在路面条件突变的情况下也能有效抑制驱动轮的过度滑转,改善了整车的行驶稳定性。     

星球车车轮的滑转率估计方法

未来的勘探任务要求星球车自主运行于复杂的星球表面,车轮滑转率的有效估计是星球车高性能移动控制的关键.基于车辆地面力学理论,建立了基于滑转率的车轮-土壤相互作用力学积分模型,推导了积分模型中集中力的解析表达式.针对模型方程组的高度耦合性和复杂非线性,分析了模型参数间的耦合关系;结合被动滑转原理和参数关系分析结果,系统研究了星球车车轮的滑转率估计方法.通过开展轮壤相互作用试验,将车轮滑转率的模型计算值与试验所得值进行比较,验证了积分模型滑转率估计方法的正确性.     

ABS智能控制器的设计与仿真

车辆ABS(Antilock Braking System)智能控制是一种优于传统ABS控制的控制技术,能够将车轮滑移率控制在目标滑移率附近,并且自动识别道路附着状况搜索最佳滑移率值,达到利用路面最大附着力的自适应效果.在建立车辆单轮防抱死仿真系统的基础上,设计了一个基于最佳滑移率的积分分离PID自适应控制器,并分别对此进行数字仿真与实物实验,结果表明,该控制器的控制稳定性、鲁棒性和自适应性均取得了良好的效果.     

汽车防抱死制动系统的自寻最优控制

针对汽车防抱死制动系统中路况经常变化的特殊性,提出了将自寻最优控制策略应用到防抱死控制中.构建了防抱死制动系统和制动时车辆动力学模型,设计了依据制动力矩和附着力矩变化量符号改变来调节制动力矩的自寻最优控制器.仿真结果验证,自寻最优控制可以自动搜寻到最佳滑移率,并使系统在最佳滑移率附近工作,达到最佳制动效果.本文为汽车制动性能的研究提供了有效可行的防抱死控制策略.     

基于车轮加速度门限的牵引力控制系统制动控制算法

针对某4×2车辆提出了一种基于车轮加速度门限自调整的TCS制动控制算法。选择以驱动轮相对滑转率和加速度为控制门限设计了控制逻辑。通过在Matlab/Simulink环境下进行仿真,分析了加速度门限的取值对控制效果的影响。在研究不同因素对加速度门限取值影响的趋势的基础上,设计了一种以查表的方式根据不同工况自动选取加速度门限的方法,并通过硬件在环试验对算法进行了验证。结果表明,算法能选取适宜的加速度门限,有效地控制驱动轮滑转并提高车辆牵引性能。     

水田植保机滑转率的田间测量

为了有效监控植保机在复杂水田环境中的行走情况,确保植保机滑转率在容许范围内,采取CM16-65P-1-24型霍尔传感器和低速雷达分别对水田植保机车轮转速、车身行进速度进行了测量,最后求其滑转率。结果显示:在低速挡位时,植保机前轮的平均滑转率为26.01%,后轮的平均滑转率为23.33%;在高速挡位时,植保机前轮的平均滑转率为19.39%,后轮的平均滑转率为17.96%。     

基于车辙图像的CE-4月球车挂钩牵引力判别

为评估玉兔2号月球车月面行驶状态,提出了一种基于滑转率信息的月球车挂钩牵引力评价方法。该方法以玉兔2号月球车车轮与其地面原型车为试验对象,通过整车试验和土槽试验模拟玉兔2号月球行驶状态,以车辙信息、滑转率、轮上载荷作为输入参数,建立了沉陷量-滑转率、车辙间距-滑转率标定模型,并基于Matlab图像处理对滑转率进行识别。结果表明,玉兔2号月球车在月面特定区域D′、A、B′点行驶时的滑转率分别为10.45%、12.96%、19.70%,挂钩牵引力分别为177.03、181.62、194.47 N。地面试验和反演计算结果表明,玉兔2月球车在以上区域行驶状态良好。     

考虑侧倾运动的电动汽车电子差速控制

基于车辆侧倾运动动力学分析,提出考虑车辆侧倾运动的电动汽车(EV)电子差速控制策略.以自主开发的后轮独立驱动电动汽车为研究对象,在CarSim中建立车辆模型,在Matlab/Simulink中建立电子差速控制模块、滑转率计算观测模块等,进行联合仿真.通过转弯工况仿真测试,验证提出的电子差速控制策略能实现差力和差速功能.在移线工况和横向坡度工况中,与不考虑侧倾运动的电子差速控制策略进行对比仿真试验.仿真结果表明:提出的电子差速控制策略能更好地根据实际工况分配左、右轮驱动转矩,降低车轮的滑转率.通过实车测试进一步验证该策略的有效性.     

混合动力汽车稳定性控制硬件在环仿真研究

建立混合动力汽车硬件在环仿真系统,研究在各种路面状况下的汽车稳定性控制算法。控制算法包括再生制动和液力制动之间的制动力矩分配、车轮滑移率的滑模控制等。在设计的混合动力汽车稳定性控制硬件在环仿真系统中,选取稳定性控制器和执行器(如制动轮缸、驱动电机)为实物,而汽车(受控对象)的运行状态由计算机仿真。仿真结果表明,基于再生制动、液力制动和滑移率联合控制的车辆稳定性控制算法能够在各种路面条件下提高制动性能,如缩短制动距离、减小侧偏角和横摆角速度的误差。     

用频率特性法计算PID型调速器加速度回路的最佳参数

在水轮机调节系统中引入超前校正装置（加速度回路）,可提高调节系统稳定性,改善动态品质．本文介绍了用频率特性法分析计算加速度回路最佳参数的方法,并用其分析实例,得到论证．     

基于物联网的地下停车场车辆引导系统

为提高地下停车场的智能化管理水平,在传统停车场方便改造的原则上,提出一种基于物联网技术的车辆引导系统。该系统采用超声波采集车辆信息,选用Zigbee技术进行数据收发,利用上位机的车辆引导系统将车位检测节点的车位信息和各道岔路口车辆进出区域的车流量进行整合,以充分规避区域局部性拥堵的情况,使驾驶员在车辆最优路径引导下停车结束后步行至电梯的路程最短。实验仿真表明,该系统对车辆进行分级引导,区域车位自选,减少了多车辆涌入造成的拥堵和混乱;能使驾驶员选择最佳停车位,并提供了从入口到最佳停车位的引导路径,改善了现有停车场车辆引导系统智能化程度低的情况,提高了停车场的管理效率。     

城市用车辆新型节能动力传动系统研究

在分析传统车辆油浪费问题的基础上，本文提出了可以回收再利用制动能，调节发动机负荷，消除或减少发动机怠速运转，并可实现车辆循环行驶最佳速度状态的新型节能动力传动系统，并就新型系统的动力传递原理，系统与部件设计等问题进行了讨论，文中依据ＺＫ１４１公共汽车实施系统的试验效率特性，对改进后的ＺＫ１４１Ａ公共汽车进行了经济性能仿真，仿真结果表明，改进车辆的节油率达３５．１％。     

刚性驱动轮在沙土上滑转下陷量的计算方法

本文从车轮与土壤相互作用关系入手,在对现有的实验和理论研究结果进行分析的基础上,应用土壤力学和塑性理论的基本原理,提出用接触面上的剪切应力分布特性来判断轮下土壤纵向流动破坏区域的大小,建立了在不同滑转率时刚性驱动轮下土壤纵向流动破坏区域的包络线方程及滑转下陷量的计算方法。