电动汽车动力控制系统的研究

本文提出了一种基于模糊PID控制对发动机输出转矩进行控制的方法来防止车轮抱死的控制策略,对电动汽车在不同附着系数的路面上行驶时的动力控制系统展开深入研究。应用MATLAB仿真软件对这一系列进行了建模和仿真,通过对控制策略的仿真,表明确实可以通过控制系统的改进而提高电动汽车的安全性和操纵稳定性。     

电动汽车电子差速控制策略研究

轮毂电机具有响应快速、能量利用率高等特点,但轮毂电机驱动的电动汽车由于取消了发动机、变速器、差速器等机构,因而可靠性需要得到保证.针对分布式驱动汽车进行电子差速策略的研究,建立二自由度汽车动力学模型,并在Carsim软件中输入电动汽车的相关参数进行建模;其次,建立了永磁无刷直流电机的电磁转矩方程和电压方程,在电流调节器的选择上采用PID控制器.在对无刷直流电机模型的验证过程中,给定阶跃和正弦波两种测试电压信号,观察所搭建模型的响应特性;再者,搭建了基于阿克曼转向原理建立的电子差速控制和基于直接横摆力矩控制的两种控制器,对建立的两种控制器在低、中、高速并在正弦波输入的工况下进行仿真测试.分析结果表明,在低速时下两种控制器均有较好的控制效果,而高速时采用直接横摆力矩控制的控制器效果更好.     

纯电动汽车驱动电机应用概述

介绍了目前纯电动汽车的发展状况,叙述了纯电动汽车驱动电机不同类型的特点及相关的控制方法.还介绍了一些目前应用比较广泛的驱动电机控制方法的主要内容及其所解决的相关问题.     

分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述

回顾分布式驱动电动汽车动力学控制问题。分布式驱动电动汽车的主要结构特征是将驱动电动机直接安装在驱动轮内或驱动轮附近,具有驱动传动链短、传动高效、结构紧凑等突出优点。电动机既是汽车的信息单元,又是快速反应的控制执行单元,且通过独立控制电动机驱/制动转矩容易实现多种动力学控制功能。分布式驱动电动汽车为驱动防滑与制动防抱死控制提供更迅速更精确的执行器,但其对状态估计的精度和控制算法的鲁棒性要求也进一步提高。分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制控制与传统的直接横摆力矩控制相比,涵盖从常规到极限的全工况范围,因此算法须对非线性的轮胎特性有更好的自适应性。差速、差动驱动助力转向和车身姿态等控制尚处于起步研究阶段。为解决多个动力学控制间的协调问题,集成控制成为分布式驱动电动汽车动力学控制的一个重要发展方向。     

电动汽车驱动电机控制设计

驱动电机控制是电动汽车开发中关键环节,采用专业电机控制芯片控制驱动电机可实现对驱动电机可靠、高效地转速控制。提出了基于专业电机控制芯片HCTL-1100的驱动电机控制设计方案,介绍了电机控制硬件电路设计和转速控制设计,提高了驱动电机控制硬件电路的安全可靠性及驱动电机转速控制的快速性和精确性,保障和提升了电动汽车驾驶性、动力性、安全性等性能。     

[分布式驱动电动汽车动力学控制]基于转矩协调分配的分布式驱动电动汽车稳定性控制

A hierarchical vehicle-stability-control method was presented based on the longitudinal force distribution optimization for the handling and stability control of the distributed-driven electric vehicles. The eight-degree-freedom vehicle models and the three-layer control systems were developed. By selecting the sideslip angle and the yaw rate as the state variables and introducting the virtual control to decouple two control variables,  the integral 2-DOF vehicle models were adopted to calculate the equivalent yaw moments for the vehicle stability in upper controllers. The linear quadratic regulator （LQR） method was utilized to optimize the distribution of the front and rear steering angles and the tire longitudinal forces in middle controllers. The sliding-mode-based slip controller in the lower layer was also designed to reallocate the wheel torques. Simulation results show that the control system may make full use of the adhesion potential of the tire under high speed and extreme conditions, realize the coordinated distribution of wheel torques and improve the steering stability of the vehicles. When the actuators fail, the system may reconstruct effectively and realize the reallocation of control inputs to improve the safety of the vehicles.     

电动汽车永磁同步电机直接转矩控制策略研究

针对轮毂式电动汽车用永磁同步电机(PMSM)的研究,为解决传统直接转矩控制(DTC)中存在的转矩脉动较大,快速性和稳态性能之间的矛盾等问题,提出了基于零电压矢量和自抗扰控制(ADRC)的控制策略。为减小不合理转矩脉动,该系统在传统直接转矩控制的开关表部分基础上加入了两个零电压矢量形成了新的开关表。同时,自抗扰控制技术被应用于速度控制器的设计中,用以实时补偿系统的扰动。通过对汽车加减速和进入隧道两个实际问题进行模拟仿真,仿真结果验证了基于零矢量和自抗扰控制的永磁同步电机直接转矩控制策略有效地提高系统响应速度,平衡快速性和稳定性的关系,同时,能明显减小转矩脉动,改善轮毂式电动车运行性能。     

电动汽车异步电动机矢量控制系统仿真

本文在以转子磁场定向的电动汽车用异步电动机矢量控制的基础上，建立了带转矩内环的转速、转子磁链闭环矢量控制系统。并且用Matlab／Simulink建立了整个系统的模型。仿真结果表明控制系统具有良好的性能。     

混合动力电动汽车的发展前景

本文介绍了混合动力电动汽车(HEV)的优点、主要技术总成、发动机和电动机的组合方式,混合动力汽车的排放,指出混合动力汽车在遇到堵车时的燃油消耗量、尾气排放量等要远远低于仅靠汽、柴油内燃机驱动的车辆,在动力性能、续驶里程、使用方便性等方面大大优于仅靠电力驱动且需要反复充电的纯电动车。     

[分布式驱动电动汽车动力学控制]四轮驱动电动汽车多Agent能量管理体系研究

In order to explore the energy flow relationship of each electricity system of 4WD electric vehicles, a framework of energy managements for 4WD electric vehicles was structured based on multi-Agent system, and details of this framework were described. A mathematical model of multi-Agent system for energy managements was built with a decision-planning layer based on state transition and transferable belief model. The models of multi-Agent system for energy managements were built in Netlogo, and the energy configuration status was simulated under the rapid acceleration working conditions of electric vehicles using Netlogo. It indicates that the framework of the built energy management multi-Agent system may adjust the energy distribution weights of each Agent dynamically, and the energy allocation of each Agent maybe coordinated reasonably on the premise of satisfying dynamics requirements.     

基于耗散性理论的汽车底盘集成非线性鲁棒约束优化控制

针对汽车主动前轮转向子系统和直接横摆力矩控制子系统集成控制问题,基于耗散性理论设计了一种非线性鲁棒控制器。将未建模动态、模型参数和反馈信号测量误差作为系统的加性不确定性和乘性不确定性,建立包含车身侧向和横摆运动自由度的汽车底盘集成控制模型;基于耗散性理论设计汽车底盘集成非线性L2增益控制律来抑制系统的加性不确定性对系统性能的影响,并采用投影修正法设计自适应律来实时估计和补偿系统的乘性不确定性;采用逐步二次规划法来实现汽车底盘集成非线性L2增益控制律输出的校正横摆力矩约束优化分配。最后,结合车辆动力学仿真软件对所提出的汽车底盘集成非线性鲁棒控制器的可行性和有效性进行了验证。     

轮毂电机驱动汽车侧向稳定性底盘协同控制

轮毂电机驱动汽车可以通过差动驱动抑制车辆横摆和侧倾运动,从而提高车辆侧向稳定性,但受轮毂电机力矩和地面附着力约束的限制,作用效果薄弱。为提升车辆侧向稳定性控制效果,提出综合差动驱动、主动转向和主动悬架的车身横摆与侧倾稳定性底盘协同控制方法。根据轮毂电机驱动汽车特点,对其侧向失稳机理进行分析,基于模型预测控制设计前轮主动转向控制器;利用所提出的变系数指数趋近率求解期望横摆控制力矩,基于最优控制算法计算侧倾控制力矩;最后,构建集成差动驱动、主动转向和主动悬架的侧向稳定性控制器并完成整车侧向稳定性协同控制仿真验证。研究表明,所提出的底盘协同侧向稳定性控制方法可以有效控制车辆的横摆和侧倾运动,使其收敛于理想控制域,为轮毂电机驱动车辆的主动安全性控制提供了理论支持。     

非路面全向电动底盘设计及研究

非路面电动底盘主要由电动轮模块、驱动模块、及控制模块组成。电动底盘采用模块化设计理念,具有结构简单、行驶灵活、维修方便等实用特点。底盘采用轮毂电机、无转向电机技术,简化了传动系统,提高了传动效率;采用无刹车、驻车技术,使制动系统变得简单,提高了车辆的安全性能;采用四轮独立协同转向,减小了转弯半径,提高了车轮的转弯速度,提高了车辆的操控性能。     

基于阿克曼定理的四轮独立转向模糊控制算法研究

基于阿克曼转向定理,研究电动汽车四轮独立转向系统。利用轮胎"魔术公式"建立二自由度非线性模型,并提出一种基于模糊策略的方法对其质心侧偏角进行控制。整车系统仿真的输入为左前轮车轮转角,其余3个车轮转角由模糊控制决定。质心侧偏角作为模糊控制器的输入,满足阿克曼定理的3个车轮转角作为其输出,由此实现四轮独立转向的控制。仿真研究结果表明所提出算法的有效性。     

电驱动海洋绞车主动升沉补偿自抗扰控制系统

针对电驱动海洋绞车主动升沉补偿系统非线性时变的特点,提出了基于自抗扰控制（ADRC）的电驱动海洋绞车主动升沉补偿控制系统。首先对电驱动海洋绞车系统进行动力学分析,然后建立电驱动海洋绞车数学模型,进而建立主动升沉补偿自抗扰控制系统的仿真模型,并进行仿真分析。在不同海况、不同下放深度、不同缆绳直径和不同重物质量等情况下对该系统进行仿真,并与PID控制器进行比较,结果表明：当海况和电驱动海洋绞车控制系统模型参数发生变化时,控制器参数保持不变的情况下,自抗扰控制器仍然能保持良好的动态性能,比PID控制器具有更快的响应速度、更强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于线性时变模型预测控制的自主车辆轨迹跟踪控制器设计与验证

随着自动驾驶技术的快速发展,精确的轨迹跟踪已经成为汽车工业和学术领域公认的实现自主车辆运动控制的核心技术之一。为提高自主车辆轨迹跟踪的实时性与准确性,提出一种应用于自主车辆的线性时变模型预测跟踪控制器（Linear time-varying model predictive controller,LTV-MPC）设计方法。根据运动学原理建立某自主无人小车的二自由度运动学模型,其次,基于该模型构建车辆轨迹跟踪系统的误差模型并利用线性参数化理论对其进行离散化,在模型预测控制框架内将该轨迹跟踪控制器的设计转化为一个线性二次规划最优问题。在一个实际搭建的自主车辆试验平台上对所提出控制器的有效性进行不同预设参考路径轨迹下的实车验证,结果表明,该自主车辆能够对所预设的实际参考道路轨迹进行快速、准确的轨迹跟踪控制,且具有较好的行驶稳定性能。     

工程机械车辆液压底盘二次调节模拟加载试验台的解耦控制

针对工程机械车辆液压底盘模拟试验台中驱动系统的转速控制子系统与加栽系统的转矩控制子系统的耦合问题，分析其对整套系统控制性能的影响。结合本试验台的特点，设计了一个基于单神经元PID控制的解耦网络，并给出了网络构造的全过程。实验以及仿真研究结果表明，通过在控制系统中加入特定的解耦网络，实现了驱动系统的转速控制子系统与加载系统的转矩控制子系统间的动态近似完全解耦，使两个子系统近似成为独立的控制系统，从而使系统的控制性能得到明显改善，为实际调试工作奠定了基础。     

Chassis Coordinated Control for Full X-by-Wire Vehicles-A Review

An X-by-wire chassis can improve the kinematic characteristics of human-vehicle closed-loop system and thus active safety especially under emergency scenarios via enabling chassis coordinated control.This paper aims to provide a complete and systematic survey on chassis coordinated control methods for full X-by-wire vehicles,with the primary goal of summarizing recent reserch advancements and stimulating innovative thoughts.Driving condition identifica-tion including driver's operation intention,critical vehicle states and road adhesion condition and integrated control of X-by-wire chassis subsystems constitute the main framework of a chassis coordinated control scheme.Under stee-ing and braking maneuvers,different driving condition identification methods are described in this paper.These are the trigger conditions and the basis for the implementation of chassis coordinated control.For the vehicles equippe with steering-by-wire,braking-by-wire and/or wire-controlled-suspension systems,state-of-the-art chassis coordi-nated control methods are reviewed including the coordination of any two or three chassis subsystems.Finally,the development trends are discussed.     

基于比例-模糊积分控制算法的智能温控器优化与仿真

针对室内温度系统具有大时滞性、大惯性等特点,传统的控制方法效果不甚理想,提出了一种比例-模糊积分的复合控制策略,以提高碳纤维电地暖系统中智能温控器的控制性能。阐述了比例-模糊积分控制器的工作原理,并对基于模糊控制算法和PID 控制算法相结合的控制算法进行了详细设计。 MATLAB仿真和实验结果表明：与基于开关式控制、PID控制和模糊控制算法的智能温控器相比,基于比例-模糊积分控制算法的智能温控器所需调节时间短,能有效抑制超调,具有良好的动静态特性和鲁棒性,显著改善了控制效果。