乘用车稳定性自抗扰控制策略

为了提高汽车驾驶过程中的安全性能,研究传统乘用车的操纵稳定性控制策略,并采用分层控制结构设计稳定性控制系统.控制策略包含参考模型、UniTire轮胎模型、参数估计模块,控制量期望值计算模块、自抗扰控制(ADRC)部分及直接横摆力矩分配和滑移率控制模块.采用动力学计算的方法估计质心侧偏角,将估算得到的质心侧偏角和传感器采集得到的横摆角速度作为控制变量.当控制变量超过设定门限值时,采用ADRC计算横摆力矩.基于UniTire轮胎模型建立主动横摆力矩和车轮滑移率的关系确定目标滑移率,通过变参数PID实现滑移率控制.应用硬件在环仿真(HILS)平台分别进行单移线和双移线仿真实验,结果表明:所提出的稳定性控制策略能够提高车辆的操稳性能,使得控制变量能够紧密跟踪期望值.     

线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制

从提高车辆操纵稳定性的角度,基于模型预测控制理论对线控四轮独立驱动轮毂电机电动车进行主动转向(AFS)、直接横摆力矩(DYC)和主动悬架(AS)的集成控制研究。采用分层集成控制结构,设计了模型预测控制器。研究了驱动力矩控制分配规则和AS控制方法,实现了AFS/DYC的水平集成控制和AFS/DYC/AS的全局集成控制,并通过仿真实验对算法进行了验证。仿真结果表明:集成控制算法能够实现车辆有效跟踪期望值,提高车辆极限工况的稳定性和主动安全性。     

可实现车辆稳定性控制的滑模变结构策略

针对横摆角速度及质心侧偏角在车辆稳定控制中的重要作用,提出一种分层结构,在上层系统采用滑模变结构策略对汽车稳定性进行操纵。参考二自由度车辆模型计算控制变量名义值,针对横摆角速度及质心侧偏角偏差和偏差导数,设计汽车稳定操纵系统,由控制参量决策出最优附加横摆力矩。利用李雅普诺夫判定方法判断所设计的闭环系统的稳定性。试验结果表明,本文设计的滑膜变结构控制器在紧急工况下能够明显改善车辆稳定性能,提高行车安全。     

基于主动横摆力矩优化分配的车辆底盘集成控制

基于二自由度车辆模型设计了车辆底盘集成控制器,开发了基于二次规划法的主动横摆力矩优化分配算法。针对阶跃转向和单移线转向行驶两种典型工况进行了仿真试验。结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显地改善车辆的操纵稳定性;开发的主动横摆力矩优化分配算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,能获得较好的车辆操纵稳定性。     

分布式驱动电动汽车转矩分配策略研究

针对分布式驱动电动汽车的稳定性控制问题,首先设计了基于卡尔曼滤波算法的质心侧偏角观测器以解决车辆质心侧偏角难以获取及准确性问题,其次针对车辆转矩分配策略提出了一种分层控制策略.上层控制器利用滑模变控制结构计算车辆维持稳定时所需主动横摆力矩大小,下层控制器利用主动横摆力矩结合整车动力学模型构建以最小轮胎负荷率为目标的约束矩阵,并采用粒子群算法进行转矩优化分配.在Matlab/Simulink仿真环境下进行仿真分析,搭建了七自由度整车模型、二自由度线性模型以及魔术轮胎模型,仿真结果表明车辆可以很好地跟随侧偏角、横摆角速度期望值,并具有较低的轮胎负荷率,证明了该控制策略的有效性.     

基于模糊与PID的车辆底盘集成控制系统

建立了车辆七自由度动力模型,基于模糊和PID设计了车辆底盘集成控制器的顶层控制器,在底层,用PI方法来控制线控转向系统;用二次规划法对主动横摆力矩进行了分配,并针对单移线转向行驶工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆的操纵稳定性;开发的分层控制算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。     

汽车电子稳定控制系统的分层控制策略及试验

为了提高车辆在复杂工况下的稳定性能,设计了基于分层控制的电子稳定控制系统(ESC)。系统的上层控制器以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量,采用模糊PID算法计算出车辆维持稳定所需的横摆力矩;下层控制器根据上层输出的所需横摆力矩计算得出被控车轮的滑移率变化量,然后采用变参数PID算法对车轮进行滑移率控制,从而实现车辆所需的横摆力矩。最后,应用Matlab/Simulink验证了该控制算法的有效性,并将该算法移植到单片机做冬季实车场地试验,单移线和双移线工况试验结果表明了该算法的工程实用性。     

基于状态反馈的车辆底盘集成H_∞鲁棒控制

采用二自由度车辆模型作为被控对象简化模型,提出了一种基于状态反馈的H_∞鲁棒控制方法的车辆底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和直接横摆力矩控制系统。直接横摆力矩控制系统基于HSRI轮胎模型的逆运算和PI控制实现。通过J-turn工况和正弦延迟工况对H_∞鲁棒控制器进行仿真验证,结果表明,所设计的车辆底盘集成H_∞鲁棒控制器具有良好的控制效果,能够明显地改善车辆的操纵稳定性。     

四轮轮毂电动车多驱动模式下稳定性研究

以四轮轮毂驱动电动汽车为研究对象,提出了一种可同时适用于对两轮独立驱动模式和四轮独立驱动模式的车身稳定控制算法。该算法采用双层控制结构,包括直接横摆力矩控制层和力矩分配层。在直接横摆力矩控制层,设计了一种基于模糊控制的直接横摆力矩控制器以计算车身稳定控制所需的附加力矩;在力矩分配层,设计了针对两轮独立驱动和四轮独立驱动两种不同驱动模式的力矩分配算法。最后,通过Matlab/Simulink和CarSim的联合仿真验证了该算法的有效性。     

汽车稳定性控制中横摆力矩决策的LQR方法

综合跟随理想横摆角速度的方法和抑制汽车质心侧偏角的汽车稳定性控制方法,提出了一种新的最优控制方法。以线性二自由度车辆操纵特性模型为控制目标,基于汽车横摆力矩与车辆状态偏差之间的动力学关系建立了控制系统模型。采用线性二次型调节器(LQR)方法进行了汽车横摆力矩的决策,实现了汽车稳定性控制。在硬件与驾驶员在环仿真试验台上的试验验证了LQR方法的控制性能。     

基于模型预测控制的汽车底盘集成控制

为了实现汽车底盘的集成控制,提出了模型预测控制(MPC)方法。在紧急避障操纵时,利用四轮差动制动和主动前轮转向集成控制的方式实现对汽车理想操纵特性的跟随。上层集成控制器通过模型预测控制方法决策下层子控制器所需的附加横摆力矩和前轮附加转角。建立了七自由度非线性车辆模型作为预测模型,并通过实车试验对其精度进行了验证。在Carsim中的虚拟试验对模型预测控制方法的控制效果进行了验证。     

基于横摆角速度反馈的电动助力转向车辆操纵稳定性分析

提出一种基于横摆角速度反馈的车辆横向稳定性控制方法,以横摆角速度为控制目标,利用前馈补偿控制产生横摆力矩和附加的前轮转角,通过对车辆转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度很好地跟踪参考模型.对车辆转向系统不加入反馈、加入正反馈和加入负反馈3种工况分别进行试验分析,试验表明该方法能有效地控制车辆横摆角速度,同时减轻驾驶员操纵负担.     

纯电动汽车横摆力矩滑模控制

建立了七自由度整车模型和非线性轮胎模型,通过线性二自由度车辆模型得到车辆质心侧偏角和横摆角速度的理想值。基于滑模变结构控制理论,以汽车质心侧偏角和横摆角速度为控制变量计算出车辆总的需求横摆力矩。采用二次规划法,根据总的需求力矩对车辆各个车轮进行转矩分配,实现车辆稳定性行驶。典型阶跃工况仿真验证了控制算法的有效性。     

基于三步法的汽车主动四轮转向控制

为了提高线控主动四轮转向汽车的主动安全性、操纵稳定性,将三步法控制策略应用于线控主动四轮转向车辆控制问题中,以跟踪参考模型输出为控制目标设计了三步法控制器。该控制器由类稳态控制、考虑参考变化的前馈控制和状态相关的误差反馈控制3部分构成。通过对线控主动四轮转向汽车的前、后轮转角进行控制,保证实际的车辆质心侧偏角和横摆角速度对理想的质心侧偏角和横摆角速度的状态跟踪。采用非线性八自由度汽车模型对控制器的有效性进行验证。仿真结果表明:所设计的控制器能够跟踪上理想模型输出值,提高了线控主动四轮转向汽车的操纵稳定性。     

主动前轮转向与直接横摆力矩集成控制算法

针对汽车主动前轮转向(AFS)与直接横摆力矩(DYC)协调控制问题,提出了一种基于模型预测控制的集成控制算法。该算法采用分层集成控制结构,设计了模型预测控制器,研究了二次规划轮胎力分配法,并通过仿真实验对算法进行验证。结果表明:控制算法能够提高车辆的稳定性,具有可行性;采用二次规划轮胎力分配法相对于单轮制动轮胎力分配法可扩大稳定性控制范围。     

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...     

基于DYC-TCS的电动轮轿车在低附着路面起步性能

针对汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,直线加速行驶时,易出现摆尾等失控现象,根据电动轮式四轮驱动汽车驱动力矩独立可控的特点,提出基于PID控制算法,结合DYC-TCS控制策略,控制内、外侧车轮的驱动力矩,实现整车操纵稳定性最优.在Adams/View中建立了四轮驱动汽车的模型,与Simulink进行了联合仿真.结果表明:汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,进行直线加速试验时,采用DYC-TCS控制策略,明显优于传统的无DYC-TCS控制策略的方案,也优于仅有TCS控制的方案.采用DYC-TCS策略后,最大横摆角速度仅为传统的无DYC-TCS控制策略方案的4%,最大侧向位移仅为5%.     

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。     

汽车稳定性控制系统模型及横摆控制仿真

在Matlab/Simulink中建立了包括横摆运动、侧倾运动的八自由度整车动力学模型和车辆参考模型。采用车辆横摆角速度的状态差异法,基于模糊控制理论制定了直接横摆控制策略,实现了ESC系统对车辆的稳定性控制。对典型工况鱼钩试验进行仿真分析。结果表明:所制定的控制策略可以有效地实现横摆稳定性控制,而且减小了侧向加速度,使汽车具有一定的抗侧翻能力,提高了汽车的稳定性和安全性。     

基于电控液压制动系统的车辆稳定性控制策略

针对带有电控液压制动(EHB)系统的乘用车进行研究,提出了一种新的稳定性控制策略。首先利用模糊推理的方法分别对横摆角速度偏差和质心侧偏角速率的门限值进行确定,然后利用逻辑门限PI控制方法计算出附加横摆力矩,最后在EHB系统上对附加横摆力矩加以实现。另外,还采用模糊PI自整定算法对EHB系统轮缸的目标压力进行优化控制。仿真及实验结果表明:模糊PI自整定算法在EHB的整个工作区段都具有良好的控制效果;当车辆在转向过程中失去稳定时,本文所提出的控制策略能够及时地对车辆进行稳定性控制,提高了车辆在行驶过程中的安全性。