一种基于转向意图的车辆敏捷性控制策略

为提高车辆紧急转向时的敏捷性和安全性,提出了一种以主动横向稳定杆系统为执行部件的基于转向意图的车辆敏捷性控制策略。对车辆转向时轮荷转移的侧倾动力学机理进行分析,开发了一种改进的驾驶员转向意图识别方法。根据转向意图和车辆侧倾动力学机理动态分配前后轴上左右车轮载荷,引入稳定性控制方法,进而提升车辆行驶过程中的敏捷性控制策略。搭建Simulink-CarSim整车模型进行仿真验证。仿真结果表明,相对于传统车辆,有主动稳定杆控制的车辆转向盘转角使用量减小约9%,质心侧倾角峰值减小约22%,同时横摆角速度提高4%,使用较小的转向盘转角实现紧急转向控制,提高横摆转向响应,提升车辆的敏捷性和稳定性。最后,搭建ECU在环试验台验证了仿真算法,可为后续的稳定杆样车开发提供参考。     

汽车磁流变减振器建模及其侧倾稳定性控制策略

首先建立了磁流变减振器外特性模型,以此为基础,提出了一种改进的天棚阻尼控制算法,实现了基于磁流变减振器的阻尼力主动控制,达到了控制车辆侧倾的目的。进行了CarSim和Matlab/Simulink联合仿真验证。仿真结果表明,所建立的磁流变减振器模型可以用于车辆悬架的控制研究,改进的天棚阻尼控制算法可以实现车辆的侧倾稳定性控制。     

基于多级鲁棒PID控制的汽车稳定性控制策略

利用AMESim软件搭建了整车和液压制动系统模型。将基于H∞控制理论的PID控制算法应用于汽车稳定性控制的研究。根据车辆行驶状态的变化调整鲁棒PID控制器的参数,构建以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的汽车稳定性控制算法。进而利用PID控制算法得出制动轮缸压力,实现了整车的稳定性控制。利用Matlab/Simulink和AMESim建立联合仿真平台,对控制算法进行验证。结果表明,该控制算法具有很好的实时性和控制效果,能够满足车辆稳定性控制的要求。     

轮毂液压混合动力商用车主动防侧翻控制

针对轮毂液压混合动力重型商用车功能特点,提出了基于前轮轮毂液压泵/马达差动制动的主动防侧翻控制算法。首先,建立重型车辆线性二自由度模型,根据线性二次型最优控制原理设计主动防侧翻控制器,并决策最优横摆力矩;其次,结合轮毂液压混合动力系统特点,利用安装于车辆前轮的二次元件液压泵/马达再生制动实现前轮主动制动,并设计液压泵/马达再生制动转矩前馈+反馈控制器;最后,利用TruckSim与AMESim仿真软件分别建立整车模型以及液压系统模型,并基于MATLAB/Simulink建立主动防侧翻控制算法,通过MATLAB/Simulink、Trucksim和AMESim三软件搭建联合仿真平台,选取阶跃转向和鱼钩转向两种典型转向工况进行仿真验证。结果表明,所提出的主动防侧翻控制算法能够有效提高车辆侧倾稳定性,且利用前轮轮毂液压泵/马达实现主动制动时可以有效回收部分制动能量,提高车辆经济性。     

基于最优控制的重型车主动侧倾控制研究

针对重型半挂车的侧倾稳定性问题,建立了重型半挂车的动力学模型,并提出了一种基于回路传输恢复技术的LQG主动侧倾控制算法。设计各个车速下LQG控制器,并进行了阶跃转向工况下车辆的仿真。仿真结果表明:LQG主动侧倾控制算法有效提高了重型半挂车的侧倾稳定性。     

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。     

一种车辆横摆率控制参数整定的新方法

在车辆操纵稳定性控制系统中,横摆率作为重要的控制变量,对车辆横向稳定性起着至关重要的作用.PID控制作为现实中最常用的控制方法之一,虽然在工程应用中容易实现,但参数整定始终是束缚其发展的一大难题.基于径向基函数理论,以前轮转向角幅值和PID控制参数为代理模型输入,以车辆横摆率曲线的关键点为代理模型输出,构建了集成PID控制器的ADAMS车辆动力学代理模型.这样在实现了PID控制参数快速整定的同时,避免了时间状态因素对代理模型的影响.通过数值仿真验证,该方法建立的代理模型精度高,整定的PID控制器能较好地实现车辆横摆率对期望横摆率的准确跟踪,对车辆的横向稳定性改善效果明显.     

基于电液制动系统的车辆稳定性控制

简述了电液制动系统(EHB)的基本结构,建立了EHB正常工作时制动回路的液压系统模型。提出了基于单控制变量横摆角速度的稳定性控制策略。最后进行了典型工况下的稳定性控制仿真。仿真结果表明,EHB稳定性控制算法能有效控制车辆在高速低附着路面工况下的稳定性。     

四轮转向车辆操纵稳定性的最优控制策略研究

为提高四轮转向汽车的操纵稳定性,提出一种联合后轮转向和横摆力矩的最优控制方法.从7自由度四轮转向整车模型出发,建立车辆转向的线性化简化模型和理想模型,并基于二次型最优控制理论推导出前馈控制器和反馈控制器.仿真结果表明:在低速和高速行驶工况下,相比传统的前馈控制,基于最优设计的前馈控制器能改善车辆的行驶姿态,而实施前馈加反馈的最优控制方法可获得更优的理想模型跟踪控制性能,实现了零侧偏角控制目标,同时横摆角速度的控制误差也很小,使得汽车具有更好的行驶轨迹、速度保持能力和稳定状态,进一步提高了车辆的操纵稳定性.     

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。     

Nonlinear Derivative and Integral Sliding Control for Tracked Vehicle Steering with Hydrostatic Drive

在静液驱动履带车辆转向过程中,车辆的运动状态总是不确定的,且阻力存在非线性、大范围的变化。因此,提高静液驱动履带车辆的转向稳定性,满足未来战场的需要具有重要意义。本文提出了一种滑模控制算法,并将其应用于保证期望横摆角速度的控制。首先通过运动学和动力学分析,建立了速度控制器和横摆角速度控制器。其次设计了非线性微分积分滑模控制算法,通过积分控制项降低积分饱和,有效地抑制不光滑路面的扰动,通过非线性微分控制项提高了系统的反应速度,减小了控制量的抖振。在RecurDyn中对静液驱动履带车辆进行建模,在控制软件MATLAB/Simulink中对转向控制策略模块进行建模。整个模型的联合仿真表明,该控制策略能够提高车辆的转向响应速度,平滑控制输出,且抖振小,具有较强的鲁棒性。     

车体侧倾的主动控制研究

研究车体侧倾的主动控制技术 .基于为后轴分配较大的侧倾刚度可以改善轨迹跟踪能力和提高操纵稳定性的理论 ,通过建立 8自由度汽车模型 ,应用前馈反馈控制策略 ,控制横向载荷转移在前后轴上的分配 .恒定转向角工况和紧急制动 转向联合工况的仿真计算结果表明 ,该控制策略能有效地减小侧倾角 ,提高车辆的舒适性、操纵稳定性和安全性 .     

Control allocation algorithm for over-actuated electric vehicles

A control allocation algorithm based on pseudo-inverse method was proposed for the over-actuated system of four in-wheel motors independently driving and four-wheel steering-by-wire electric vehicles in order to improve the vehicle stability. The control algorithm was developed using a two-degree-of-freedom(DOF) vehicle model. A pseudo control vector was calculated by a sliding mode controller to minimize the difference between the desired and actual vehicle motions. A pseudo-inverse controller then allocated the control inputs which included driving torques and steering angles of the four wheels according to the pseudo control vector. If one or more actuators were saturated or in a failure state, the control inputs are re-allocated by the algorithm. The algorithm was evaluated in Matlab/Simulink by using an 8-DOF nonlinear vehicle model. Simulations of sinusoidal input maneuver and double lane change maneuver were executed and the results were compared with those for a sliding mode control. The simulation results show that the vehicle controlled by the control allocation algorithm has better stability and trajectory-tracking performance than the vehicle controlled by the sliding mode control. The vehicle controlled by the control allocation algorithm still has good handling and stability when one or more actuators are saturated or in a failure situation.     

基于模糊—PID控制的对开路面汽车制动稳定性研究

提出了利用横摆力矩控制汽车在对开路面制动稳定性的方法.根据建立的动力学模型确立了相关的控制策略和控制模式,设计了参数自整定的模糊PID控制器,仿真与道路试验结果表明,利用汽车制动稳定性横摆力矩模糊-PID控制方法,能减少汽车在对开路面制动时的跑偏或激转等危险,且使汽车在制动偏驶后能快速恢复正确行驶车道,而将模糊-PID控制与模糊控制,PID控制得到的仿真结果进行对比也证明模糊-PID控制能更好的满足控制要求,从而验证了参数自整定模糊-PID控制方法对于提高汽车制动稳定性和行驶安全性的可行性.     

半挂汽车转向稳定性反馈线性化控制

建立了半挂汽车非线性动力学模型,分析了车辆在低附着系数路面上高速转向行驶稳定性。采用遗传算法和相平面法估计了行驶速度为16.7～25m/s时车辆稳态前轮临界转角。基于非线性反馈线性化跟踪控制理论,以牵引车横摆角速度和铰接角为控制对象,设计了半挂汽车前轮主动转向和鞍座直接横摆力矩联合控制的前馈和反馈复合控制器。车辆高速阶跃转向和单移线工况仿真结果表明:联合控制器对于提高半挂汽车横向稳定性效果较好。     

提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究

车辆高速转向时，车身向弯道外侧倾斜，严重时会导致侧翻事故.针对此问题，开展了提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究.首先建立了考虑横摆和侧倾运动的六自由度车辆动力学模型；然后确定了车辆在转向运动时的期望侧倾角，并以此为控制目标设计主动侧倾控制器，使车身实际侧倾角逼近期望侧倾角.在不同行驶工况下，仿真研究了车身侧倾角、乘员感知加速度和横向载荷转移率，并考察了实现主动侧倾控制所需的主动悬架功耗和由主动侧倾引起的悬架动挠度变化.研究结果表明：主动侧倾控制能实现车辆转向时实际侧倾角迅速逼近期望侧倾角，且在复杂行驶工况下依然能使车辆具有良好的行驶稳定性；主动侧倾控制减小了悬架的动挠度峰值，使乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率都能快速接近零值，且实现主动侧倾的主动悬架功耗较小，保证了车辆的经济性能.