转向系统主动容错多输入多输出模型自适应控制

为了提高电动汽转向系统主动容错控制能力,开发出一种包含多输入多输出参数的无模型自适应控制(Multi-input multi-output model free adaptive control, MIMO-MFAC)技术。当转向系统出现故障问题时,通过四轮驱动电机形成横摆力矩方式来提供补偿功能,确保汽车达到目标车速并与既定轨迹保持有效跟踪状态,从而保证安全行驶控制性能。仿真结果表明容错系统可以确保汽车在高速工况下不具备转向控制能力时也可以完成汽车调控。设置容错系统可以使汽车横摆角速度差值低于0.000 5 rad/s,汽车横向位置差值低于0.110 5 m,确保汽车处于10 cm的安全区间内。测试结果和仿真结果相符,表明本主动容错控制系统可以使汽车线控转向系统。横摆角速度达到了0.000 4 rad/s的最大差值,并产生了0.110 2 m的最大横向偏差,确保转向系统出现故障的情况下也可以控制汽车被控制在安全区间内。     

线控转向系统汽车的主动转向控制研究

以线控转向系统汽车为研究对象,为提高车辆在低附着路面以及高速行驶时的行驶稳定性,提出了一种基于指数趋近律的滑模控制算法。基于Simulink与Carsim平台,建立整车模型,并对转向执行总成部分进行频率响应特性分析,验证其工作稳定性。根据固定转向增益,设计理想角传动比曲线,并设计滑模控制器实现车辆的主动转向功能。仿真结果表明,与PI控制器的结果相比,这里所提出的控制策略可以更有效地实现主动转向功能。     

基于规则的分布式电驱动车辆驱动系统失效控制

针对分布式电驱动车辆在进入失效控制工况下,传统控制策略存在的纵横向控制目标无法满足、驱动能力降低、安全性变差等缺点,设计并考虑动力性和稳定性的驱动系统失效协调控制策略。该策略利用分布式电驱动车辆各轮无机械连接、各轮独立驱动以及驱动单元冗余配置的结构特点,依据不同的失效状况和车辆状态制定基于规则的驱动系统失效控制算法。对所设计的算法进行实车试验验证,试验结果表明,在发生驱动系统失效后,所设计的基于规则的驱动失效控制策略通过协调控制各驱动轮驱动能力,在低速小转向阶段改善了车辆的纵向驱动能力,在高速或者大转向阶段保证了车辆的横向稳定性。     

主动后轮转向及分布式驱动车辆协同控制研究

为有效地改善车辆操纵稳定性,设计了主动后轮转向系统(ARS)与基于直接横摆力矩控制(DYC)的双电机分布式驱动系统协同控制方法,并将其应用于FSAE赛车。首先建立ARS及DYC车辆的二自由度模型;基于滑模变结构控制方法,提出协同控制模型,通过ASR控制器控制后轮转向角,减小车辆质心侧偏角,以及直接横摆力矩控制器(DYC)对两个后驱动轮的牵引力矩进行协调分配,实现横摆角速度的有效控制;最后,通过双移线测试仿真验证本文所提出的控制算法能够有效提高赛车弯道行驶的稳定性。     

多轴车辆线控液压转向系统设计及转角控制

为减小多轴转向车辆货厢部位的第三轴转向轮转向磨损,要求该车轮与驾驶室部位的前转向轮转角关系满足阿克曼转向原理。针对某型号8×2四轴重型车辆,设计出一种第三轴线控液压转向系统,并建立其动力学模型,设计了基于指数趋近律的滑模控制器对第三轴转向轮转角进行控制,选取典型工况对所设计的控制器进行了仿真分析,并进行实车试验验证。研究结果表明：基于指数趋近律的滑模控制比基于比例切换函数的滑模控制及开环控制响应更快速、趋近目标值时间及超调持续时间更短、稳态差值更小;与采用机械液压转向系统相比,安装基于该控制器的线控液压转向系统不仅能显著提高第三轴轮胎的转向抗磨损性能,同时也改善了整车的转向性能。     

基于多样性的汽车线控转向容错研究

为解决线控转向系统转向失效问题,将多样性容错技术应用到汽车线控转向系统中。开展了多样性汽车线控转向系统稳定性分析,建立了线控转向机构与其备份机构之间的关系,提出了基于多样性的转向系统容错设计方法;选用不用经验的驾驶员,在驾驶模拟器上对新设计的线控转向系统进行了转向稳定性试验。研究结果表明,基于多样性容错设计,通过备份的转向功能,驾驶员能根据自己的意图通过转向机构灵活地控制车辆,减少转向失效;同时,能避免由于线控转向系统中过度冗余造成的成本和体积的增加,有利于提高车辆转向稳定性,有利于在汽车线控转向系统中的应用。     

汽车线控转向关键技术浅析

汽车线控转向系统(Steer by Wire, SBW)在电动助力转向系统(Electric Power Steering, EPS)基础上,不仅具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点,还取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,完全由电信号进行转向操作,摆脱了传统转向系统的各种限制。不仅可实现自由设计汽车转向的力传递特性和设计汽车转向角传递特性,还可以通过设计控制算法实现智能化车辆转向。最后,SBW系统相较于传统转向系统更加节省安装空间,重量更轻,更具有可靠性和安全性。     

汽车线控转向系统

转向性能是汽车的重要性能之一,直接影响到汽车的操纵稳定性和主动安全性。对保证车辆的安全行驶、减少交通事故、保护驾驶员的人身安全以及改善驾驶员的工作条件起着重要作用。随着现代汽车技术的迅速发展,汽车转向系统已从纯机械式转向系     

线控转向系统中集成操作杆和控制算法的研究

为了提高汽车在转向时的准确性和安全性,我们设计了一种可以促使安全驾驶和防止速度过快转向的集成操作杆,并提出了一种新的控制算法。同时,为了得到驾驶汽车的更多状态信息,我们在真实汽车上进行了测试,从而验证了集成操作杆的性能及控制算法的正确性。     

四轮轮毂电机驱动智能电动汽车转向失效容错控制研究

四轮轮毂电机驱动电动汽车各轮驱动力矩独立可控,可通过控制前轴左右两轮的力矩差实现前轮转向.以四轮轮毂电机驱动智能电动汽车为研究对象,针对线控转向系统执行机构失效时的轨迹跟踪和横摆稳定性协同控制问题,提出一种基于差动转向与直接横摆力矩协同的容错控制方法.该方法采用分层控制架构,上层控制器首先基于时变线性模型预测控制方法求...     

新能源汽车主动四轮转向稳定性控制技术

针对无法在不同环境下改变控制规则，导致对汽车控制时获得的横摆角速度、质心侧偏角、车轮转角与理想模型偏差大，车身侧倾角大，存在控制性能差的问题，提出新能源汽车主动四轮转向系统稳定性控制方法。构建了汽车横向动力学模型、垂直运动模型、运动状态方程以及路面输入模型，设计了自适应模糊控制器，将可调因子引入自适应模糊控制器中，使控制器可以适用于不同环境，完成新能源汽车主动四轮转向系统的稳定性控制。实验结果表明，所提方法应用后，可实现汽车主动四轮转向系统稳定性控制。     

基于改进预瞄跟随算法的电动车智能转向控制

提出一种基于改进的预瞄跟随驾驶员模型的电动汽车智能转向控制策略。借鉴驾驶员预瞄跟随模型提出转向控制方法,并对预瞄跟随算法进行改进,提出一种新的预瞄点搜索算法,确保预瞄点落在预期路径上,避免由于路径转弯曲率过大导致电动汽车脱离路径。结合考虑稳态响应的影响,提高转向控制策略精度。利用多领域建模软件Dymola,结合电动汽车动力模型、路径模型,对该转向控制策略进行仿真。仿真结果表明应用该策略的电动汽车具有良好的路径目标跟随精度。     

考虑传感器与执行器故障的EPS主动容错控制

针对传感器及执行器故障对EPS助力性能的影响,提出一种EPS主动容错控制方法。建立含参数不确定性、传感器与执行器故障的EPS系统模型,将系统不确定性转化为故障估计误差系统的扰动,基于未知输入观测器及线性矩阵不等式推导故障估计误差系统稳定并对扰动具有鲁棒性的充分条件,采用LMI区域极点配置法提升故障估计性能;在此基础上,针对执行器故障设计控制律补偿容错控制算法,针对传感器故障设计信号重构容错控制算法。Matlab/Simulink环境下的仿真结果表明,当传感器与执行器单独或同时发生故障时,设计的故障估计算法均可较为准确地估计故障幅值,故障估计的误差较小;针对不同故障对助力性能的影响,提出的容错控制方法均可使故障EPS系统的助力性能有所恢复。基于LabVIEW PXI的硬件在环试验进一步验证容错控制应用于EPS系统的有效性,提升汽车转向行驶的安全性及可靠性。     

基于单机容错服务器的控制系统网络架构设计

针对目前企业控制系统网络架构中存在的控制站通讯接口负荷大、易造成数据拥堵及双机热备冗余服务器有出现冗余故障的隐患等问题,设计了基于单机容错服务器技术的组合式控制系统网络架构。实践表明,基于单机容错服务器技术的组合式控制系统网络架构运行稳定可靠,具有一定的推广价值。     

基于Simulink的主动径向转向架控制方法研究

基于MATLAB中的Simulink模块,对主动径向转向架的控制系统建立有效的仿真模型。由于该控制系统的时变性与非线性等特点,在仿真过程中采用了PID控制方法、模糊控制方法以及混合型模糊-PID控制方法。经比较分析表明,采用混合模糊-PID控制方法的控制系统调节时间较短,阶跃响应较快,稳定性更好。     

汽车主动悬架与转向系统的模糊参数自调整集成控制

建立了汽车主动悬架与转向控制系统半车集成模型。应用模糊逻辑控制理论，提出一种带参数的自调整模糊方法，设计了汽车主动悬架与转向系统模糊参数自调整集成控制器，该控制系统当偏差变小或变大时，调整因子总能确保系统稳定，适合工程应用。通过对汽车主动悬架与转向控制系统试验仿真表明，实行模糊参数自调整集成控制后，汽车的整车平顺性、操纵稳定性和安全性等综合性能指标明显优于汽车主动悬架与转向系统LQG集成控制。     

基于压电元件的振动主动控制

对配置压电元件作为传感器、驱动器,基于自适应滤波技术的柔性结构主动振动控制进行了实验研究。介绍了压电传感器、驱动器原理及其检测、驱动电路,阐述了自适应控制的基本原理,导出了控制算法,并介绍了控制系统构成,实验结果验证了本文所述方法的有效性。     

汽车主动四轮转向系统的解耦自适应控制研究

首先针对二自由度四轮转向汽车的耦合性质,对其进行了状态反馈解耦,然后应用基于李雅普诺夫稳定性原理的模型参考自适应方法设计了主动四轮转向控制系统。仿真结果表明,基于解耦自适应控制的主动四轮转向汽车能够很好的跟随参考模型的响应,具有良好的瞬态和稳态转向特性。     

汽车座椅主动振动控制与仿真分析

利用基于滤波X最小均方值算法的前馈型自适应控制系统，对汽车座椅振动实施主动控制，以改善座椅的动态舒适性。建立了六自由度人体一座椅系统模型和主动振动控制系统模型，并在Simulink下进行仿真。结果表明，相对于目前汽车普遍采用的被动隔振系统，主动控制系统可以大大降低车身振动向人体的传递，提高了汽车座椅的动态舒适性。