双侧独立电驱动履带车辆反馈线性化解耦与预测行驶控制

针对双侧独立电驱动履带车辆行驶动力学耦合和跟踪优化的控制问题,提出一种解耦和预测控制方法。在车辆仿射非线性模型基础上,通过反馈线性化消除系统动力学耦合因素,实现纵向车速和横摆角速度的解耦控制;对解耦后的速度和横摆角速度子系统分别设计自适应广义预测控制算法,采用递推最小二乘法辨识受控自回归积分滑动平均模型的参数以修正控制律,并结合电机输出能力对系统控制量和输出量进行约束,实现目标速度和横摆角速度的跟踪优化;依托某型电驱动履带样车开展实车试验。结果表明,所设计的算法能够快速准确跟踪目标速度和横摆角速度,控制量输出平滑,抗扰性能强,可实现车辆多种工况下的稳定行驶。     

三电平虚拟空间矢量脉宽调制算法窄脉冲抑制研究

三电平虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)算法在空间矢量图的某些区域会产生窄脉冲,窄脉冲会增大开关器件的开关损耗和输出波形的谐波。首先从理论上分析三电平VSVPWM算法的窄脉冲分布区域,在此基础上提出一种窄脉冲抑制算法,在窄脉冲出现的区域,根据开关矢量分配基本原则,对开关矢量的作用时序和分段进行优化调整,在不影响空间矢量合成的前提下避免了绝大部分的窄脉冲,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于改进灰色马尔可夫链的电传动装甲车辆负载需求功率预测

为解决电传动装甲车辆负载需求功率预测精度偏低的问题,提出一种基于改进灰色马尔可夫链的组合功率预测方法。采用改进灰色预测方法和马尔可夫链预测方法对负载需求功率中的主体功率和残差功率进行预测,并在每个预测时刻将两种功率预测结果进行代数相加,建立改进灰色马尔可夫链组合预测方法。仿真结果表明：该负载需求功率组合预测方法相对于传统单一预测方法,能够较好地预测负载功率的强随机性变化特征,准确预测负载需求功率的变化趋势,预测精度最高提升了16.49%,可为后续能量管理策略提供有效参考信息。     

轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制仿真

为实现8×8轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制,采用分层控制的驱动力矩分配思想,在顶层基于一种 G－向量控制方法,利用车辆的横向加速度信息对车辆的总驱动力矩进行修正;在中间层次基于直接横摆转矩控制的思想,实现两侧驱动力矩的合理分配;在底层采用驱动防滑控制,实现各驱动轮转矩的优化分配。基于“驾驶员－综合控制器”在环实时仿真系统进行实时仿真试验,对稳定性控制算法和车辆综合控制算法代码进行验证,仿真结果表明该控制方法能够有效抑制车辆的横向运动,提高车辆行驶稳定性。     

基于标准路面的电传动车辆动态加载图谱研究与应用

为了解决电传动台架系统模拟车辆行驶时的路面阻力问题,提出了一种适用于车辆动力学实时仿真系统Vortex查询的路面动态载荷谱编制方法。该方法以标准路面谱为参考标准,实现了标准路面模型向Sayers模型的转化,并采用功率谱密度(PSD)验证了模型准确性,提取ADAMS离线仿真载荷数据,由轮胎六分力推算出驱动电机输出端的负载数据,并整合为"位移-车速-路面等级-负载"动态加载图谱,交由Vortex平台实时查询调用。通过电机台架系统动态加载试验对所编制图谱的有效性进行了验证,实验结果表明,加载图谱能够真实反映路面负载波动规律,该方法对电传动台架系统动态加载具有重要意义。     

一种基于数据融合的全轮驱动车辆质心侧偏角估计方法

为准确估计全轮电驱动车辆行驶状态参数,设计了一种基于数据融合的质心侧偏角估计方法。该方法充分利用低成本普通车载传感器信息、电机输入信息和驾驶信号,在建立非线性3自由度 车辆模型和轮胎模型基础上,采用无迹卡尔曼滤波算法对质心侧偏角进行估计;同时通过信号积分法估计质心侧偏角,结合车辆行驶工况和路面条件,将无迹卡尔曼滤波和信号积分两种算法结果进行了数据融合。基于硬件在环实时仿真平台进行了车辆操纵仿真验证,结果表明,提出的估计算法与单一估计算法相比,具有更高的观测精度,能够满足多种行驶工况下的质心侧偏角观测需求。     

8×8分布式电驱动装甲车辆稳定性直接横摆力矩与转矩矢量控制

为提高车辆的行驶稳定性,发挥轮毂电机驱动的优势,提出一种8×8分布式电驱动轮式装甲车辆直接横摆力矩与转矩矢量控制方法。建立车辆的线性二自由度模型,求得期望横摆角速度和质心侧偏角。设计一种分层控制器：上层控制器为协调横摆角速度和质心侧偏角,采用滑模控制对两个变量的控制输出分别进行计算,并设计加权函数,得到横摆力矩输出;下层控制器将8个车 轮按轴分为4组矢量,根据横摆力矩和纵向力需求,按照转矩矢量合成的方法得到各轮转矩。实时仿真实验结果表明,该控制方法能合理分配车轮转矩,有效控制横摆角速度,提高车辆的行驶稳定性。     

轮毂电机全速度范围无位置传感器控制研究

为提高电传动装甲车辆驱动系统的可靠性,研究车辆轮毂电机无位置传感器复合控制技术,并对速度过渡区间的切换方法进行了改进。建立了基于转矩、电流双闭环的永磁同步电机控制系统,基速上、下分别采用弱磁控制和最大转矩电流比控制策略;电机低速区采用简化的脉振高频注入法,中、高速区采用模型参考自适应法,以实现全速度范围内转子位置辨识;采用变权重加权控制切换方法,并改进算法切换过程中两种算法工作区间的选择,在保证辨识精度的同时节省了系统的软、硬件资源。仿真和试验结果表明：无位置传感器复合控制算法能够在全速度范围内准确辨识出转速和转子位置;改进后的切换方法能够保证电机在速度切换区间内实现平滑过渡,保证了电机可靠运行。