汽车ASS与EPS分层协调控制

以提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性为出发点,建立了汽车ASS与EPS的整车动力学模型,提出了一种汽车ASS与EPS集成控制的方法。分别设计了ASS子系统模糊控制器与EPS子系统模糊控制器,利用分层协调控制思想建立了上层协调控制器,对两个子系统进行协调控制。仿真结果表明：采用分层协调控制策略控制的ASS与EPS集成系统可使车身垂直加速度、车身俯仰角、横摆角速度、车身侧倾角等性能参数得到优化,汽车行驶平顺性和操纵稳定性有明显改善,提高了整车综合性能。

Abstract：

Vehicle dynamics model of ASS and EPS was built.A coordination control method of vehicle ASS and EPS was presented to improve vehicle ride performance and handling stability.ASS controller and EPS controller were designed separately.The controller of ASS was designed using fuzzy logic control theory and the EPS system was designed using fuzzy logic control theory too.In order to coordinate the two subsystems,an upper coordination controller was set up based on an idea of delaminating control.The simulation results show that layered coordination control strategy can optimize the vehicle performance parameters and the vehicle integrated performance is improved obviously.     

汽车主动底盘多模型分层协调控制

针对汽车主动底盘复杂大系统的特点,运用分布式智能递阶控制策略建立主动底盘分层协调控制结构。下层控制器为悬架、转向和制动系统三个单独的控制器,用以执行各子系统的控制任务,实现各自的性能指标;上层控制主要对车辆行驶状态进行判断,并结合车辆底盘协调控制逻辑及下层控制器反馈信息特征,对各控制子系统进行整体协调和控制决策。仿真结果表明,相对于汽车底盘系统单独子系统控制,采用分层式协调控制策略能更好地改善整车综合使用性能。     

EPS转向感觉理论预测研究

应用动力学仿真软件Ve_DYNA建立了人-车闭环系统转向感觉分析模型,针对EPS系统的转向感觉,计算了包括轻便性、回正性、移线性能以及中间位置转向性能在内的客观综合评价指标.根据驾驶员的主观评价试验对其进行了相关性检验.利用所建模型分别对不同转向输入频率及不同车速下的转向感觉进行了理论预测分析,得到转向感觉客观评价指标的变化趋势,为改善EPS的转向感觉提供有力的指导与帮助.     

基于粒子群优化算法的汽车EPS系统参数优化设计

电动助力转向系统（EPS）与汽车性能的协调是其装车时考虑的首要因素之一。应用多体动力学软件ADAMS建立电动助力转向及汽车动力学模型,提出兼顾转向轻便性和汽车侧向行驶稳定性的目标函数。基于粒子群优化算法（PSO）对EPS系统参数进行优化,得到最优解。最后,进行仿真分析和实车试验。结果表明,EPS参数全局优化后,转向盘操纵力矩峰值降低32.2%,侧向加速度峰值降低29.1%,最大超调量降低41.5%,汽车转向轻便性和侧向行驶稳定性均得到明显改善。     

含特殊转向工况的汽车EPS电动机控制策略

电动助力转向(EPS)电动机的控制是EPS系统设计的关键之一.建立了汽车三自由度转向模型和EPS系统动力学模型,设计了EPS助力特性和包含回正过程补偿、紧急避让过程补偿、满载大角度转弯补偿等特殊转向工况的电动机控制策略,利用Matlab/Simulink进行了仿真,与不包含特殊工况补偿的情况进行了性能比较及分析.仿真结果表明,含特殊转向工况的汽车EPS电动机控制策略具有更好的探纵性能和安全性能.这对指导EPS电动机控制策略的开发、功能的增强和优化以及转向操纵安全的提高都具有重要的工程应用意义.     

EPS控制单元频响特性测试与系统辨识

控制器是电动助力转向系统（EPS）的核心部件之一。EPS控制器采集转向盘扭矩信号和车速信号,由事先设定的算法来计算控制助力电机的目标电流作为输出,并以PWM（脉宽调制波）的形式作用于助力电机。以某国外控制器的EPS实验台架实测数据为基础,在MATLAB软件平台上,建立离散数据分析模型,计算出待测系统的传递函数。将辨识出的传递函数用于EPS开发,实验证明辨识方法是有效的且辨识结果可指导控制软件设计。     

基于统一模型的转向-悬挂系统预瞄控制研究

通过对车辆底盘系统中的主要组成部分——转向和悬挂系统建立统一的数学模型,利用Matlab/Simulink仿真,结合最优控制理论,对被动系统及主动悬架与四轮转向综合控制有、无预瞄系统进行了对比研究。理论分析与仿真试验表明,预瞄后的整车性能得到了进一步提高。     

基于灰Fuzzy控制算法的车辆悬架与转向综合控制

建立了垂向、侧向、俯仰及横摆运动的4自由度集成车辆模型,对汽车悬架和转向系统的协调综合控制进行了研究,为了改善传统模糊控制器(TFC)的性能,在灰预测算法的基础上提出了灰模糊控制器用于估计系统下一时刻的输出量;为了提高集成车辆在不平路面激励下的稳定性以及垂向振动特性、俯仰特性等,提出了集成灰模糊控制方法(IGFC),并进行了计算机仿真,结果表明集成灰模糊控制方法的控制效果要优于传统的模糊控制系统以及被动系统.     

基于AFS与DYC集成控制提高车辆操纵稳定性的研究

为提高车辆的操纵稳定性,基于线性矩阵不等式方法(LMI)计了集成车辆前轮主动转向(AFS)与直接横摆力矩控制(DYC)的底盘鲁棒模型匹配控制器(R-MMC).由于反馈控制变量车身侧偏角在车辆行驶过程中很难测量,还设计了车身侧偏角滑模观测器(SMO).通过在Slalom和μ-split 极限工况下的仿真试验,验证了底盘集成控制器可以显著提高车辆的操纵稳定性和主动安全性,且滑模观测器在幅值和相位上都能准确跟踪车身侧偏角实际值.     

基于改进H∞算法的电动转向控制系统仿真研究

首先对电动助力转向系统（EPS）进行了建模、分析及合理的简化。根据该系统特性,选择基于H∞的控制方法。在对S/T奇异值曲线的深入观察和研究的基础上,提出一种根据系统频域关键参数先构造闭环函数然后反推出系统控制器的方法。EPS系统频谱分析及干扰和模型参数摄动下的仿真结果表明,该方法设计的控制器简单有效,具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

汽车主动悬挂系统的次优控制及仿真

建立了被动悬挂、主动悬挂的数学模型。在最优控制的基础上，采用最小范数法，详细研究了随机次优控制策略及其控制器的设计方法。结合工程应用背景，对于实际的车辆悬挂系统，通过对受控变量的分析，分别设计了3个、2个及1个受控变量的次优控制器，并进行了计算机仿真。研究结果表明，主动悬挂在改善车辆的平顺性和稳定性上要优于被动悬挂；选择适当的受控变量，次优控制也能取得和最优控制相同或相近的控制效果。     

基于动态表面理论的车辆制动与悬架协调控制

建立了七自由度车辆非线性动力学模型,车轮制动模型以及非线性轮胎模型,以缩短制动距离和制动时间而不大幅降低舒适性作为控制策略的出发点,将主动制动与主动悬架系统进行协调控制,采用动态表面控制理论,克服了反演设计中激增项问题,依据协调控制思想,分别对制动与悬架系统设计了协调控制器,并对协调控制与非协调控制进行了仿真对比分析。结果表明:对主动制动和主动悬架系统采用协调控制,可在小幅降低舒适性的情况下获得更大的地面制动力,进一步提高了车辆的制动安全性,表明了该控制方法的有效性。     

车辆悬挂系统的鲁棒主动控制设计

基于特征结构配置参数化结果,提出了车辆悬挂系统的鲁棒主动控制设计方法,其目的是设计状态反馈控制律,使得闭环系统具有希望极点且使得干扰对系统的影响达到最小.此外,该方法直接基于车辆悬挂系统的参数矩阵,便于应用.最后, 车辆悬挂系统的仿真实例,表明该鲁棒主动控制设计方法的简单性和有效性.     

基于联合仿真技术的主动悬架自适应模糊PID控制研究

近年来联合仿真技术在车辆控制系统的开发研究中得到了广泛的应用。以某皮卡车为研究对象,首先利用ADAMS/CAR软件建立车辆多体动力学模型;然后在Matlab/Simulink环境中设计了基于自适应模糊PID控制的ASS,定义了与ADAMS/CAR环境下车辆模型的数据交换接口;最后,将设计的控制系统在ADAMS/CAR和Matlab/Simulink环境下通过输入输出接口进行联合仿真。文中对随机路面输入和脉冲路面输入工况下的ASS系统及整车动态特性进行了联合仿真研究,其研究结果为联合仿真技术在车辆工程中的实际应用提供了参考。     

主动悬架单神经元模糊PID控制策略与仿真

在ADAMS/view下建立了1/4车辆主动悬架机械模型,在此基础上生成了车辆主动悬架系统的动力学方程.提出了将单神经元自适应模糊PID控制策略用于对主动悬架的控制,完成了参数的在线自整定,使系统具有较好的自适应和鲁棒性能.利用ADAMS与MATLAB联合仿真结果表明,采用自适应模糊PID控制策略是可行的,与被动悬架和广泛应用的LQG控制相比有效地降低了车身加速度,提高了悬架的平顺性.     

主动悬架的直线电机作动器控制系统研究

将直线电机的直接推力控制方法运用于主动悬架控制系统,分别设计了主动悬架最优控制器和直线电机直接推力控制器,两个控制器结合成为主动悬架的电磁作动器控制系统。建立了1/4汽车主动悬架模型,利用Matlab/Simulink进行仿真,结果表明直线电机作动器能根据车身的振动主动输出相应的电磁力,因此直线电机直接推力控制运用于主动悬架控制系统是可行的。     

主动悬架硬件在回路仿真研究(英文)

为了快速有效地验证主动悬架的控制算法,提出了一种主动悬架硬件在回路实时仿真平台。在Matlab/Simulink中建立了主动悬架的动力学模型、作动器模型,以S3CEEBO芯片为中央处理器,设计了主动悬架实际控制器,在此基础上搭建了该硬件在回路实时仿真平台。针对某款汽车运用不同的控制算法进行了仿真实验。结果表明,该硬件在回路仿真平台可以对主动悬架的各种控制算法的执行效果进行验证。