基于非线性观测器和无迹卡尔曼滤波的车辆状态估计对比

针对车辆主动安全控制系统中控制变量难以实时准确获取的问题,分别提出了基于非线性全维观测器和无损卡尔曼滤波(UKF)的车辆状态估计方法。首先,基于非线性七自由度整车模型,结合车辆传感器设计非线性观测器和UKF观测器。其次,利用稳定性理论对设计的车辆状态估计方法进行了稳定性分析。最后,采用E级轿车的车辆参数应用CarSim对几种典型工况进行了离线仿真和对比分析。结果表明,设计的两种车辆状态估计方法都具有实时性好、估计精度高的优点。     

基于无迹卡尔曼滤波的双选信道估计方法

针对高速移动场景中由于信道存在时频域选择性衰落(双选衰落)导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)通信系统受到子载波间干扰而使通信质量下降的问题,采用基扩展信道模型,在消除子载波间干扰(inter carrier interference, ICI)影响的同时节约信道估计算法的空间复杂度。针对基扩展模型(basis expansion model, BEM)下的非线性信道状态空间模型,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)方法进一步跟踪信道响应提升信道估计精度。仿真分析表明,本研究所提方法能够有效提升信道估计的精度,相对于传统算法具有更好的误码率性能和鲁棒性。     

基于无迹卡尔曼滤波的双选信道估计方法

针对高速移动场景中由于信道存在时频域选择性衰落(双选衰落)导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)通信系统受到子载波间干扰而使通信质量下降的问题,采用基扩展信道模型,在消除子载波间干扰(inter carrier interference, ICI)影响的同时节约信道估计算法的空间复杂度。针对基扩展模型(basis expansion model, BEM)下的非线性信道状态空间模型,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)方法进一步跟踪信道响应提升信道估计精度。仿真分析表明,本研究所提方法能够有效提升信道估计的精度,相对于传统算法具有更好的误码率性能和鲁棒性。     

轮毂电机驱动电动汽车平顺性综述

回顾轮毂电机驱动电动汽车的平顺性问题研究.非簧载质量的变化对轮胎动载荷影响很大,可恶化轮毂电机式电动汽车的接地性能,使操纵稳定性和行驶安全性急剧下降.通过降低轮胎动载荷、设计轮毂电机悬置或安装吸振器来改善轮毂电机式电动汽车的垂向特性;通过轮毂电机内置悬置系统、轮毂电机的轻量化、设计盘式电机等改善车辆的平顺性.改善轮毂电机设计及安装将是轮毂电机平顺性研究的一个重要方向.     

基于粒子群的轮毂电机车辆制动能量回收策略

针对四轮毂电机驱动车辆各轮转矩独立可控、控制响应快、制动能量回收潜力大的特点,分析轮毂电机、电池特性参数对再生制动能力的限制因素,研究动态兼顾控制方法,提升能量回收效率和制动效能。对此,分析制动安全法规,建立基于分配系数优化的前后轴制动力矩分配策略。在此基础上,考虑车速、电机与电池特性以及前后轴电、液力矩分配对各轴电机发电效率以及电池充电效率的影响,划分影响因素边界条件,借助粒子群寻优算法实现了前后轴再生制动力矩优化分配。最后,通过CarSim/Simulink联合仿真平台,验证了所提出控制策略的有效性和先进性。     

基于PRLS的坡度估计及轮毂电机车辆转矩分配研究

针对电驱动车辆各个参数互相耦合,参数估计难度大,车辆驱动转矩分配不合理问题。利用四轮轮毂电机驱动电动汽车可以实时获取轮毂电机扭矩、转速及易于实现对各个车轮转矩精准控制的特点,根据整车纵向动力学模型,提出了一种整车质量及路面坡度实时估计递进RLS(PRLS)估计算法。根据整车纵向加速度与估计算法得到的路面坡度作为前、后轴驱动转矩分配的参量,设计了一种前、后轴转矩动态补偿分配控制策略。通过Carsim与Matlab/Simulink联合仿真以及实车试验,验证了文中提出的估计算法的有效性及驱动转矩实时分配控制策略的合理性。     

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...     

重型商用车辆轮毂液驱系统的驱动特性

在传统重型车辆的基础上,添加液压集成泵、轮毂马达、蓄能器等液压元件,形成一种新型轮毂液驱辅助驱动前桥系统,增加了整车更多功能以适应重型商用车的使用环境。利用MATLAB/Simulink和AMESim软件,搭建了轮毂液驱重型车的离线仿真平台,验证了泵-马达助力和蓄能器-马达助力的动力性能。仿真结果表明,蓄能器的辅助驱动适合在短行程内短时地提供辅助驱动力,而液压泵助力可以在更大行程内稳定持续地提供辅助驱动力。本文开发的液驱系统兼具两者的优点,对于重型车辆轮毂液驱系统的开发与应用具有重要参考意义。     

电传动车辆轮毂电机恒转矩弱磁控制策略

为了实现电传动装甲车用轮毂电机的高性能控制,开展先进的矢量控制方案研究. 为了获得良好的转矩、转速动态性能,采用转矩控制模式,设计基于全阶滑模观测器的电磁转矩估计方法. 基速以下,驱动系统采用最大转矩电流比（MTPA）控制策略,当转速大于基速时,结合轮毂电机的控制需求,提出并设计新颖的恒转矩前馈结合电压反馈的电流补偿弱磁控制方案. 基于90 kW内置式永磁同步电机（IPMSM）开展实验研究. 结果表明,所设计的转矩观测器能够保证较高的观测精度,误差基本小于5 N·m;电机转矩的跟随性能较好,动态误差小于5%;电机能够由MTPA运行模式平滑过渡到弱磁模式,严格按照所规划的弱磁路线运行. 在运行过程中,轮毂电机的转矩控制性能良好,转速响应快,能够满足电传动车辆的控制需求.     

基于无迹卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器直接转矩控制

文章研究了一种永磁同步电机直接转矩控制定子磁链观测器及无传感器控制实现方案.利用永磁同步电机dq坐标系下的非线性模型和无迹卡尔曼滤波技术建立了无迹卡尔曼滤波磁链观测器以估计定子磁链,同时可以实时估计转子位置和转速.在时变、动态、非线性控制系统中,该观测器针对带有噪声的输入量进行实时递归优化估计状态,对参数变化、模型不精确、过程噪声和测量噪声具有较强的鲁棒性.为了提高系统性能,采用了空间矢量调制以保持逆变器开关频率恒定.仿真研究验证了所提出控制策略的有效性,系统对定予磁链初始误差和转子初始位置误差具有较快的收敛特性,并具有较好的速度响应和转矩响应特性.     

轮毂电机驱动太阳能赛车参数匹配及巡航控制

以世界太阳能汽车挑战赛用汽车为研究对象,根据赛制规则,设计开发了由单一轮毂电机驱动的太阳能电动汽车。首先进行了整车动力总成参数匹配,然后根据太阳能电池板的实时发电功率情况及天气情况,制订了比赛过程中的行驶车速控制策略。最后,对该策略进行Matlab整车仿真,结果表明该控制策略既可以保证汽车在各种条件下完成比赛,而且可以使汽车以最佳车速行驶,减少了功率和时间消耗。     

基于改进连续-离散无迹卡尔曼滤波的水下航行器故障诊断

针对连续非线性系统的参数估计问题,提出了改进的连续-离散无迹卡尔曼滤波算法。该算法结合系统状态和参数的估计均值和协方差阵,通过构建控制系统的无迹状态矩阵,并对无迹状态函数积分获得预测无迹状态阵,再经过均值解算和估计更新,获得参数的估计值。然后,针对水下航行器连续非线性控制系统的故障诊断问题,将水下航行器执行机构的故障,以比例系数和附加参数的形式表达在控制系统的状态空间方程中,通过采用改进的连续-离散无迹卡尔曼滤波算法,估计故障数据,实现执行机构的故障诊断。最后,在水下航行器回坞仿真实验中,采用该算法有效估计出执行机构故障,验证了算法的可行性和有效性。     

电机驱动车辆动力传动系统建模方法的研究

为探索机电耦联的研究方法对电机驱动车辆动力传动系统是否适用,将某电动车动力传动系统的机械振动模型简化为两自由度系统模型,对其在左端边界为自由、线性扭簧及非线性扭簧三类条件下的固有特性及响应进行了分析.结果表明,由扭簧模拟的机电耦合系统与不考虑机电耦联的系统相比,动力学特性发生明显改变,证明了进行电机驱动车辆动力传动系统机电耦联非线性振动研究的必要性.     

用于电动车辆的高性能永磁电机驱动系统

介绍了高性能车用永磁电机驱动系统中高功率密度、高效与低成本的车用电机控制器,广域高效混合励磁电机和全数字化高性能电机控制软件平台3项关键技术;提出了在功率密度、全范围效率、可靠性、维护性及成本等方面均优于传统的车用永磁电机驱动系统的解决方案。在此基础上,开发出了高功率密度车用电机驱动系统样机,成功应用于力帆LF620纯电动警务车,并服务于2010年上海世博会。     

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(front and rear axle independent drive,FRID)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和难点.针对矿用FRID铰接车辆的驱动转矩分配问题,为提...     

直线电机驱动地铁车辆运行阻力试验研究

广州地铁5号线地铁车辆为直线电机驱动车辆,为确定其运行阻力特性,在业主线路上进行增购列车运行阻力试验,推算出直线电机驱动地铁车辆的单位运行基本阻力公式,并与传统的旋转电机驱动地铁车辆的单位运行基本阻力进行比对,结果表明前者具有更好的运行阻力特性,在较高速度运行时具有更小的单位运行基本阻力.