单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车各驱动模式转向特性研究

文章在对轮胎侧偏特性和轮胎力研究的基础上,提出了四轮轮毂电动汽车四种驱动模式的转向力矩分配问题;通过数学分析,将此问题转化为一个有约束条件的最优化求解问题,接着使用MATLAB优化工具箱,并采用有效集算法对此优化问题进行求解,最终解决了单轮电机失效时四种驱动模式的选择问题,为改善单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车的转向特性,防止车辆侧滑失稳提供了理论依据;最后采用汽车动力学仿真软件TESIS DYNAware对所提理论的正确性进行了仿真验证。     

Double-layer Dynamic Decoupling Control System for the Yaw Stability of Four Wheel Steering Vehicle

International Journal of Control, Automation and Systems - The four-wheel steering (4WS) is an efficient method to improve the manoeuvrability of electric vehicle with the tendency of understeer,...     

基于模糊控制的汽车直接横摆力矩研究

为防止汽车产生测滑,针对汽车直接横摆力矩控制,提出了横摆角速度与质心侧偏角联合控制的模糊控制方法.横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了模糊控制器和规则制动力分配方法.模糊控制器根据期望值和车辆状态决策出所需的附加横摆力矩,并通过规则制动力分配方法进行主动差动制动实现.采用Matlab/Simulink与CarSim联合仿真对控制方法进行了仿真验证.结果表明:横摆角速度与质心侧偏角联合控制的横摆力矩模糊控制方法使汽车能够较好地跟踪期望,有效提高汽车极限工况下的行驶稳定性.     

Four Wheel Independent Drive Electric Vehicle Lateral Stability Control Strategy

In this paper, a kind of lateral stability control strategy is put forward about the four wheel independent drive electric vehicle. The design of control system adopts hierarchical structure. Unlike the previous control strategy, this paper introduces a method which is the combination of sliding mode control and optimal allocation algorithm. According to the driver’s operation commands (steering angle and speed), the steady state responses of the sideslip angle and yaw rate are obtained. Based on this, the reference model is built. Upper controller adopts the sliding mode control principle to obtain the desired yawing moment demand. Lower controller is designed to satisfy the desired yawing moment demand by optimal allocation of the tire longitudinal forces. Firstly, the optimization goal is built to minimize the actuator cost. Secondly, the weighted least-square method is used to design the tire longitudinal forces optimization distribution strategy under the constraint conditions of actuator and the friction oval. Beyond that, when the optimal allocation algorithm is not applied, a method of axial load ratio distribution is adopted. Finally, CarSim associated with Simulink simulation experiments are designed under the conditions of different velocities and different pavements. The simulation results show that the control strategy designed in this paper has a good following effect comparing with the reference model and the sideslip angle \begin{document}$\,\beta$\end{document} is controlled within a small rang at the same time. Beyond that, based on the optimal distribution mode, the electromagnetic torque phase of each wheel can follow the trend of the vertical force of the tire, which shows the effectiveness of the optimal distribution algorithm.     

基于TMS320LF2407A的电动汽车控制系统设计

基于TMS320LF2407 DSP的特点,设计了新的双轮独立驱动电动车控制系统;通过改进软件设计,实现了单电流传感器检测相电流;提出了新的转子位置检测方法;介绍了实用的3、3～5V接口电路等,实验结果证明了新方案的有效性。     

风力机偏航控制策略及系统设计

采用爬山控制算法控制风力机偏航机构,与常规的偏航控制系统必须依赖风速风向传感器不同的是,该方法不需要风速风向传感器装置,只要测量风力发电机的输出电压和电流,根据风力机输出功率的变化,不断寻找最大功率点,由DSP控制器发出指令调节偏航电机的起停和转向,通过减速传动装置,从而快速有效的控制机舱始终处于迎风状态。文中给出了1.5MW双馈风力机偏航控制系统的软硬件设计,用PSCAD软件进行了仿真。采用DSP控制器,实时性好,数据处理速度快,采用大的传动比,使得机舱具有对风快速、平稳特点。     

横摆力矩和主动前轮转向结合的车辆横向稳定性模糊控制仿真

提出一种基于横摆力矩和主动前轮转向相结合的车辆横向稳定性控制方法,以横摆角速度和侧偏角为控制目标,利用前馈补偿和模糊控制产生横摆力矩和附加的前轮转角,通过控制制动力的分配以及对转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型.对转向轮阶跃输入和正弦输入两种工况分别进行了仿真研究,采用横摆力矩和主动前轮转向相结合控制方法,车辆转向时的瞬态及稳态响应优于单独的横摆力矩控制,表明该方法能有效地控制车辆横摆角速度和侧偏角,提高车辆转向时的横向稳定性,同时能有效地减轻驾驶员操纵负担.     

基于模糊控制的分布式电动车辆横摆力矩研究

为提高多轮分布式电驱动车辆在不同工况下的操纵稳定性,设计了一种基于直接横摆力矩控制的分层控制策略。上层以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量,采用模糊控制进行目标运动状态跟踪,决策出所需要的横摆力矩。下层按设计的规则进行转矩分配。应用TruckSim和Matlab/Simulink建立车辆和控制器模型,分别在高、低附着等工况下进行联合仿真。仿真结果表明,设计的模糊控制方法能对车辆目标状态进行良好跟踪,相较于无控制状态能够提高车辆的操纵稳定性。     

基于横摆角速度的汽车ABS控制策略的研究

研究汽车制动系统中,为了保证缩短制动距离的同时,改善汽车在附着系数分离的非对称路面上行驶制动的方向稳定性,结合单轮独立控制与低选控制方式,以横摆角速度为控制参数,提出一种兼顾制动距离和方向稳定性的ABS整车控制策略:ABS混合控制策略.建立汽车制动相关模型,对4种控制方式进行仿真分析.比较4种不同控制策略的仿真结果,表明以横摆角速度为控制参数的ABS混合控制策略能在制动距离与制动方向稳定性中找到合理的平衡点,既能充分利用每 个车轮的路面附着系数,又能防止汽车在非对称路面行驶时产生较大的制动跑偏量,提高汽车制动时的方向稳定性.综合考虑制动距离和制动方向稳定性两项指标,以横摆角速度为控制参数的ABS混合控制方式制动效果最优.     

Calculation of Controls,Not Generating Singularities for Four Control Moment Gyrodynes

Journal of Computer and Systems Sciences International - This paper demonstrates the technology for calculating spacecraft’s (SC’s) programmed laws of orientation that does not generate...     

Disturbance Observer Based Control for Four Wheel Steering Vehicles With Model Reference

This paper presents a disturbance observer based control strategy for four wheel steering systems in order to improve vehicle handling stability. By combination of feedforward control and feedback control, the front and rear wheel steering angles are controlled simultaneously to follow both the desired sideslip angle and the yaw rate of the reference vehicle model. A nonlinear three degree-of-freedom four wheel steering vehicle model containing lateral, yaw and roll motions is built up, which also takes the dynamic effects of crosswind into consideration. The disturbance observer based control method is provided to cope with ignored nonlinear dynamics and to handle exogenous disturbances. Finally, a simulation experiment is carried out, which shows that the proposed four wheel steering vehicle can guarantee handling stability and present strong robustness against external disturbances.      

多能源电动汽车中的Fuzzy控制策略及仿真

多能源电动汽车的能量存储系统由锌空电池、镍氢电池和超大电容三种能量存储元件组成。锌空电池为负载提供基本能量。镍氢电池工作在中级能量区,并回收下坡和刹车过程中的能量。超大电容工作在尖峰负载区,为大加速度过程提供能量,在短时间内可以实现能量回收。该文在多能源电动汽车的模型基础上,针对能量管理系统(EMS)提出了一种模糊控制策略。EMS模糊控制策略的输入包括所需功率、镍氢电池的SOC和超大电容的SOC,模糊控制策略的输出包括三个能量存储元件的分配功率因子,每个输入和输出有不同的模糊量。仿真结果表明：模糊控制策略比简单查表控制策略在续驶里程、燃料经济性和效率等方面均有所改善。     

基于双臂摆动的仿人机器人偏摆力矩矫正方法

针对仿人机器人在步行时产生的绕ZMP(零力矩点)的偏摆力矩导致其失稳甚至摔倒的问题,提出了一种基于双臂摆动的偏摆力矩矫正方法.分析了偏摆力矩产生的原因及其对机器人步行稳定性的影响;根据仿人机器人的连杆模型和手臂摆动的单摆模型,推导出了双臂摆动力矩的表达式,结合双臂摆动的示意图阐述了利用双臂摆动力矩矫正偏摆力矩的原理;采用三次样条插值规划出双臂参数化的摆动角轨迹,再通过穷举法遍历摆动角参数使双臂摆动力矩满足偏摆力矩的矫正要求.仿真结果表明,该方法不仅能较好地矫正偏摆力矩,使机器人实现稳定的步行,而且能保证双臂的摆动角轨迹单调、平滑和周期性。     

多能源电动汽车中的功率比较控制策略及仿真

在多能源电动汽车的模型基础上,针对能量管理系统(EMS)该文提出了一种功率比较控制策略。EMS的功率比较控制策略是通过比较实际所需功率和能量存储元件的最大提供和吸收功率来达到分配功率的目的。同时提出了最大提供功率和吸收功率的确定方法。仿真结果表明：功率比较控制策略比简单查表控制策略在续驶里程、燃料经济性和效率等方面均有所改善。     

线控转向系统的转向盘力反馈控制策略研究

线控转向系统取消了转向盘和转向轮之间的机械连接,因而可以根据车况主动提供路感,提高车辆的操纵稳定性.首先研究了转向刚度力矩、由侧向加速度确定的转向盘回正力矩、由轮胎回正力矩确定的转向盘回正力矩、转向阻尼力矩等进行转向盘力反馈的四种力矩.然后,研究了四种组合的转向盘力反馈控制策略及其进行双纽线试验、蛇行试验的性能.结果表明,调整各种力反馈方案的相应参数可以获得低速时的转向轻便性和高速时的良好路感.     

基于Ackermann模型的全轮转向电动汽车的随动跟踪控制策略研究

提出了一种新型的基于Ackermann模型的全轮转向电动汽车的随动跟踪控制系统,该随动跟踪控制的思想是:当四轮中出现有车轮运动受阻使得车轮转向和驱动的转速徒降,此时其它的车轮将不执行整车控制系统的运动指令,转而去跟随受阻车轮的运动状态,直到受阻车轮脱离困境后,4个车轮再各自执行整车控制系统的运动指令;该控制系统是由转向控制、驱动控制和CAN总线网络系统组成的复杂的电气系统;该控制系统的优势在于:不仅能实现四轮独立转向四轮独立驱动控制的功能,而且在不平路面上车轮失步情况下,各轮转向角能自动随动同步协调,有效地防止磨胎现象;实验结果表明,该动力随动控制系统控制实时同步性好,响应速度快,能使4个轮子在转向和差速过程中达到和机械连接一样的刚度要求。     

基于角度优化的开关磁阻轮毂电机发电回馈控制策略研究

开关磁阻轮毂电机简单、工作可靠、效率高,应用于电动汽车具有很大应用潜力,但由于其严重的非线性,数学模型难以建立。通过分析开关磁阻轮毂电机制动发电和能量回馈工作原理,找到影响发电效率的主要因素,通过模糊控制调节开通角、关断角度实现角度优化,提高开关磁阻轮毂电机发电效率。     

柔索牵引式力觉交互机器人控制策略

为了让航天员在没有太空真实环境的地面上模拟太空环境进行虚拟作业训练,设计了一种与虚拟现实（VR）技术相结合的柔索牵引式力觉交互机器人．首先,根据微重力环境中物体的运动特性设计机器人的构型,建立移动平台、驱动单元、人推物体运动过程的动力学模型并进行运动学分析．然后,针对系统冗余驱动及力控制任务,提出一种复合控制策略,即以柔索长度变化为速度控制内环,力的外环控制为力／速混合控制．最后,分别进行单柔索加载和人机系统力觉交互仿真分析,分析结果表明该控制策略可以使柔索驱动单元降低10%的恒力跟随误差并能稳定地跟随余弦力的变化,验证了该控制策略对多余力抑制的有效性．     

一种改进的双馈风力发电网侧变流器控制策略

针对不平衡电网中负序分量对双馈式风力发电机组输出电压产生二倍频扰动的影响,该文提出了比例积分谐振控制和变结构滑模变结构控制策略相结合的网侧变流器控制策略。将比例积分谐振控制器作为主控制器,抑制电网电流中的负序分量。滑模变结构作为辅助控制器,通过对实时功率控制,实现输出功率稳定输出。并在Matlab/Simulink平台进行仿真验证,结果表明可有效抑制负序分量对风力发电机组的影响。     

兆瓦级风力发电机组偏航反时限优化控制

为解决兆瓦级风力发电机组不能频繁偏航和及时响应的矛盾,采用体现能量特征的反时限方法获得相对风向阈值及延时时间。考虑输入信号的稳定性,使用均值对风速和风向进行处理。在流程上对相邻两次动作进行时间限制,提高设备使用寿命。在PLC控制器上构建了仿真环境,实测结果验证了该算法的可行性及可靠性,为偏航系统优化运行提供可行指导。