汽车线控四轮转向控制策略

基于转向传动比随汽车速度和方向盘转角而变化,提出了前轮控制、侧滑率反馈控制和侧滑率及加速度反馈控制三种前轮线控转向的稳定性控制策略,并进行了驾驶模拟器试验评价。结合后轮主动转向研究了分别采用前馈控制方式和反馈控制方式的线控四轮转向系统的转向控制策略,并将其与前轮线控转向和传统四轮转向系统进行了比较。仿真和模拟器试验验证了线控四轮转向系统能有效提高汽车的操纵稳定性。     

基于Matlab-CANoe的汽车变传动比线控转向系统联合仿真

为提高线控转向汽车的操纵稳定性及线控转向系统的总线仿真能力,提出基于模糊控制的变传动比线控转向控制策略,并搭建线控转向系统闭环仿真模型,构建出基于Matlab-CANoe的联合仿真环境,实现主控制模块和转向控制器之间的通信及对线控转向控制策略的验证:对不同车速、不同方向盘转角的情况进行了仿真分析。仿真结果表明,搭建的Matlab-CANoe联合仿真模型,能够实现主控制模块与转向控制器之间的数据传输,基于模糊控制的变传动比线控转向控制策略能够使车辆低速时具有较高的灵敏度和高速时具有较好的转向稳定性。     

主动前轮转向车辆操纵稳定性的仿真分析

在建立主动前轮转向系统模型和整车模型的基础上,针对不同路面附着系数,分别考虑汽车有无主动转向、有无主动转向干预的情况,对整车在不同车速以及不同方向盘转角输入情况下进行阶跃响应及单移线仿真分析。仿真结果表明:阶跃输入时,在不同路面附着系数及方向盘转角下,汽车在低速转向时横摆角速度、质心侧偏角增大,转向更加灵敏,在高速时横摆角速度、质心侧偏角变小,转向更稳定、更安全;单移线运动时,在高路面附着系数以及小方向盘转角下,汽车在低速变道时因主动转向干预方向盘实际转角增大,变道更加灵敏、迅速,在高速变道时因主动转向干预方向盘实际转角变小,变道更稳定、安全。     

基于理想转向传动比的汽车线控转向控制算法

以29自由度汽车动力学模型为基础,提出了保证汽车转向增益不变的理想传动比稳态控制策略,使线控转向汽车转向特性不受车速和方向盘转角变化的影响;提出了基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法。仿真和驾驶模拟器实验表明,基于理想转向传动比的稳态控制策略保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担,适合于更多的驾驶人群;基于状态反馈的动态校正稳定性控制算法有效提高了汽车的稳定性。     

汽车线控转向系统控制研究

为了提高汽车线控转向系统操纵稳定性 ,对其控制策略进行了研究 黄 首先 ,通过分析系统运动 学微分方程 ,采用 Matlab/simUlink 软件构建汽车线控转向系统的仿真模型 黄 设计基于车轮转角的改 进滑膜控制策略 ,在双移线变道工况和阶跃信号转向工况下进行多次联合仿真试验 黄 结果表明 ,改 进的滑膜控制具有良好的控制效果 ,此研究的线控转向系统可以提高车辆转向操纵的稳定性 黄 关键词 :线控转向系统；滑模控制；Carsim联合仿真。     

汽车主动转向系统的特性研究

系统地分析了各种主动转向系统的性能特点,EPS能根据汽车行驶速度调节助力大小,在必要时能主动向驾驶员提出合理的转向建议或者直接进行转向干预,从而改善操作轻便性、提高汽车直线行驶性能和转向回正能力;AFS通过执行机构给转向轮叠加一个额外的转向角,实现转向系统的变传动比和对转向角的动态干预,从而改善汽车的驾驶舒适性、机动性和操纵稳定性;线控转向系统能够自动地进行转向干预,实现汽车动态偏行稳定性控制和自动道路轨迹跟踪,为最终实现汽车驾驶的全自动化提供了可能.     

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。     

ADAMS在汽车操纵稳定性仿真分析中的运用

利用ADAMS软件建立了某轿车的操纵动力学多体仿真模型,详细考虑了前后悬架系统、转向系统、轮胎以及各种连接件中的弹性衬套的影响,分析了汽车在方向盘转角阶跃输入时的转向特性.通过对不同车速、不同载荷下的仿真计算,得出汽车转向特性在这些条件下的不同表现,揭示了汽车转向特性与车速、载荷和轮胎的内在关系,为汽车操纵稳定性分析提供了参考.     

四轮转向的模型预测控制研究

为了提高汽车转向时的操纵稳定性,在Matlab/Simulink建立一种模型预测仿真模型,通过控制质心侧偏角与横摆角速度的权重分配,实现不同车速工况下的转向性能要求。仿真结果表明:与横摆角速度反馈相比,采用模型预测控制的四轮转向系统在低速情况下能很好地跟踪理想横摆角速度,贴合前轮转向的驾驶习惯;在高速情况下质心侧偏角响应迅速且达到理想质心侧偏角,提高高速时的操纵稳定性。     

汽车高速紧急避障路径跟踪与主动防侧翻控制

为提高匹配机械弹性车轮汽车在高速紧急避障时的效率与安全性,在Simulink中建立了整车非线性八自由度模型,并基于车轮样机台架试验数据,利用Matlab遗传算法工具箱对机械弹性车轮模型参数进行分级辨识.综合考虑行驶车速、轨迹跟踪误差、方向盘转角以及侧翻评价指标,建立了八自由度驾驶员—汽车预瞄跟随闭环系统模型.分析了汽车在不同行驶车速时所需的方向盘角输入信息与侧翻状态响应,总结出汽车高速转向时的侧翻动态特性.为高速安全通过规划的避障路径,在转向控制驾驶员模型基础上建立了速度控制驾驶员模型,当侧翻评价指标超过安全阈值时利用制动踏板降低车速,当纵向车速小于期望安全车速时利用加速踏板提高车速.仿真分析表明建立的高速避障路径跟踪与控制策略能高效完成避障路径跟踪,同时能有效降低紧急避障时的侧翻风险.     

高速无人驾驶车辆轨迹跟踪和稳定性控制

针对高速无人驾驶车辆运动控制过程中轨迹跟踪精度和稳定性难以同时保障的问题,提出综合前馈-反馈及自抗扰控制(ADRC)补偿相结合的横向控制算法. 通过车速和道路曲率信息计算前馈稳态前轮转向角,将质心侧偏角引入航向偏差,以车辆航向角偏差和侧向偏差作为参考量进行反馈控制,通过前馈-反馈控制提升瞬态轨迹跟踪性能. 设计自抗扰控制器,通过扩张状态观测器对未建模动态和内外界干扰进行估计,通过将后轮侧偏角控制在参考值附近来补偿前轮转角,提升无人驾驶车辆的转向稳定性和控制器的鲁棒性. 不同工况下的仿真结果表明,利用该方法可以保证高速无人驾驶车辆稳定地跟踪期望路径行驶,轨迹跟踪偏差较小,对车辆参数变化和外界干扰具有较强的鲁棒性.     

汽车EPS回正工况模糊PID控制及试验

汽车转向盘回正时,存在回正不足和回正超调现象.为了增强汽车电动助力转向系统(EPS)的回正性能,建立了EPS系统动力学模型和汽车三自由度转向模型,设计了回正工况的模糊PID控制,进行了仿真分析和实车试验.结果表明:对回正工况采用模糊PID控制后,30 km/h时的最终残留角为6°,得到改善,60 km/h时的“摆头”现象得到明显抑制,回正不足或回正超调控制得到改善;满足系统的回正性能,提高了系统的鲁棒性能和驾驶手感.     

基于横摆角速度增益的动态转向系统可变传动比

以汽车动力学模型为基础,提出了一种保证汽车转向横摆角速度增益不变,以车速和前轮转角来确定车辆动态转向系统理想传动比的方法,并进行了实例计算和分析。结果表明,利用该方法确定的理想传动比保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担。     

四轮转向汽车的动特性分析

建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程,并以此推演出汽车质心侧偏角为零时所需的前后轮转向比和横摆角速度与前轮转角的传递函数.最后以某轿车为例,通过使用MATLAB软件仿真分析汽车低速和高速下行驶时的时域响应和频域响应来比较四轮转向汽车与二轮转向汽车的动态特性.结果表明,较之二轮转向汽车,四轮转向汽车能大幅度的提高汽车对方向盘输入的动态响应特性,具有更好的机动性能和稳定性能.     

侧向风干扰下的汽车主动前轮转向最优控制

侧向风对汽车行驶操纵稳定性有重要影响.通过分析侧向风干扰下车辆稳定性,提出基于主动前轮转向(active front wheel steering,AFS)的控制策略.AFS控制器采用线性二次型最优控制算法,以实现横摆角速度和质心侧偏角目标值跟踪.为了评价控制算法,基于MATLAB/Simulink和CarSim协同仿真环境建立整车动力学模型、单点预瞄驾驶员模型、控制器模型、道路和侧向风模型.仿真结果表明,AFS可有效提高车辆在侧向风干扰下的操纵稳定性,且控制算法对车速和路面附着系数具有良好的鲁棒性.     

Research on Vehicle Control Technology Using Four-Wheel Independent Steering System

In recent years,the vehicle stability has beenstudied with strong interest in four-wheel steeringtechnology[1].Along withthe further research,someproblems of four-wheel steering became obvious.Be-cause the deduction of the vehicle turning mathemati-cal model is always on the basis of bicycle model,whichleads to both rear wheel steering angles are thesame while vehicle steering[2,3].Evenif the actuatorfor rear wheel steering just drives a tie rod linkage,the designfor thislinkageis rather diffi…     

基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析

根据车辆动力学原理,介绍了二自由度车辆模型的横摆角速度频率响应,在ADAMS/car中建立车辆操纵稳定性仿真分析模型。通过对转向盘施加脉冲转角输入,使车辆产生横摆运动,研究车辆横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律,对车辆的横摆角速度频率响应特性做出分析与评价。结果表明,该车共振频率高,相位滞后角小,具有很好的频响特性。     

基于串级MPC和EPS的集成驾驶员转向车道线保持

针对电动助力转向( EPS)作为转向执行机构的车道线保持的控制系统设计及保留驾驶员对车辆操控问题,提出基于串级模型预测控制( MPC)和EPS集成驾驶员转向的车道线保持系统. 在车道线识别视觉系统空间,建立车道线保持状态空间模型,设计基于MPC的车道线保持控制器( LMPC) . 建立EPS状态空间模型,设计基于MPC的EPS车辆前轮转角控制器( EMPC) . LMPC与EMPC经逆转向机构模型组成串级控制结构. 分析驾驶员转向对车道线保持控制的影响,进而通过保留驾驶员对车辆控制来提高处理紧急事件的能力. 仿真结果表明:在不同车速和不同曲率道路下,该控制策略均能快速消除横向位置偏差和航向角偏差,保证车辆沿着车道线行驶,具有较好的适应性和鲁棒性. 驾驶员转向可以改善车道线保持和提高车辆主动安全性.     

基于模型预测的车辆稳定控制

利用三自由度车辆模型设计了模型预测控制器,发动机力矩PI控制器和制动力矩模糊控制器。并针对制动单移线转向行驶典型工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的车辆稳定性控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆操纵稳定性;开发的制动力矩算法能够充分利用各个车轮的制动力,使得在发动机力矩改变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。