基于气动式加载系统的主动横向稳定器实验台架系统设计

为深入研究主动横向稳定器系统抗侧倾性能,细致掌握转向条件下主动横向稳定器系统的作用规律,本文设计了基于Simulink/Desktop Real-Time实时系统,采用气动式加载系统的主动横向稳定器实验台架系统,为主动横向稳定器系统硬件在环试验提供条件。本文介绍了实验台架系统的组成其工作原理,并对实验台架进行实时性与加载能力测试,结果表明所设计的实验台架可满足试验需求。     

基于主动横向稳定器的车辆稳定性研究

为了提高车辆的抗侧翻能力,设计了一种主动横向稳定器,基于MATLAB/Simulink中建立了8自由度整车动力学模型,采用PID理论进行控制,并以紧急转弯和绕桩试验两工况进行仿真分析。结果表明:主动稳定器能够大大降低车辆转向时的车身侧倾,并且能够相应地降低车轮横向载荷转移率,对提高车辆的抗侧翻能力与操稳性具有很好的效果。     

模型预测控制的主动横向稳定杆研究

针对极限工况下汽车的操纵稳定性问题,建立八自由度整车模型以及小角度假设下的非线性动力学模型。通过MATLAB软件对理想侧倾角关于侧向加速度的分段函数进行拟合处理,得到理想侧倾角的连续目标函数。设计基于模型预测控制理论的主动横向稳定杆控制器,完成了CarSim和Simulink联合仿真平台搭建,并在双移线和弯道制动这两种典型操纵稳定性评价工况下进行仿真试验。从试验数据对比分析中可以得出,在两种典型试验工况下车辆的性能评价参数值均得到较为理想的改善,进而提高了对车辆的稳定性控制。     

具有多工作模式的电机式主动横向稳定器控制策略研究

为兼顾不同工况下侧倾稳定性及平顺性,并考虑驾驶员驾驶习惯的差异性,本文提出并研究具有多工作模式的电机式主动横向稳定器（Electric active anti-roll stabilizer,EAAS）模糊控制策略。首先利用MATLAB/Simulink和Vehicle Network Toolbox建立具有EAAS的九自由度整车动力学仿真模型,然后采用Mamdani模糊控制方法,构建具有多工作模式的EAAS模糊控制策略,并利用角阶跃工况和鱼钩工况分别开展离线仿真,最后设计出EAAS电子控制单元及其半实物仿真台架,并通过半实物仿真进一步验证了EAAS模糊控制策略的有效性,主要研究结果表明,基于多工作模式的EAAS模糊控制策略能够有效提高车辆侧倾稳定性。     

基于高斯过程的参数辨识及永磁同步电机模型电流预测控制策略

为了提高永磁同步电机控制系统电流环控制器的性能,降低模型参数失配对控制系统的影响,提出了基于高斯过程参数辨识的永磁同步电机有限集模型预测电流控制策略（FCS-GPMPC）。首先,介绍了永磁同步电机电流预测模型并分析了模型参数失配对系统性能的影响;其次,为简化一般机器学习参数辨识算法中超参数复杂的调试过程,提出了一种基于高斯过程的模型参数的辨识方法;同时,引入预测值的置信区间作为参数预测效果的实时评估参考;最后,将高斯过程参数辨识与基于模型的有限集模型预测电流控制（FCS-MPC）相结合,在得到准确辨识的参数后对系统电流预测模型更新以提高系统鲁棒性和电流环跟踪性能。实验结果显示：在本文训练数据的统计特征下,测试数据均方根误差RMSE为0.002 1,R2达到0.99。在参数波动条件下,与FCS-MPC相比,FCS-GPMPC策略下电流波动度降低了30.5%,电流平均偏移度降低了19.6%,另外对参考电流的阶跃变化,FCS-GPMPC有更好的动态响应。实验结果表明,基于高斯过程的模型预测控制方法可有效抑制模型失配对控制系统的影响,能够提高永磁同步电机控制系统电流控制器性能。     

永磁同步电机模型预测控制的现状与发展

模型预测控制是一种优化控制算法,近年来已经成为电机控制领域研究的热点。模型预测控制根据过去和现在的信息,对系统的状态量进行预测,并综合考虑控制对象的预期值和控制量的变化等评价指标,得到最优的控制量。该文综述了基于线性模型预测的永磁同步电机的直接转矩控制、矢量控制、直接电流控制、混合控制等算法的特点,以及基于非线性模型预测的永磁同步电机控制的研究现状,阐述了模型预测控制理论与应用方面有待进一步研究的几个主要问题。     

基于MPC算法的飞机主动侧杆杆力控制研究

由于惯性多余力和电磁多余力的存在,主动侧杆存在杆力误差,特别是主动模式下侧杆受到突加多余力的影响易出现过冲和震荡进而影响飞行安全。为此,提出了一种基于MPC预测模型的系统杆力控制方法。将反馈力作为训练模型,经模型预测出期望反馈力并对不同反馈力做PID调节。通过仿真实验对该控制方法进行验证,结果表明,相比于传统的PID控制算法,所设计的主动侧杆杆力控制方法可有效提升控制精度。     

基于预测控制策略的智能框架结构主动控制研究

针对框架系统所具有的复杂性、不确定性、大柔度等特点,为保证系统控制的顺利实现,在系统可控性格拉姆矩阵与可观性格拉姆矩阵相等的基础上,本文采用了模型降阶方法,取最初的几阶模态,经过系统离散进行控制。本文采用了能够控制不精确模型及未知外力情况下可以达到较好控制效果的广义预测控制,同时考虑到许多状态变量不可测量的特点,选用次优控制的方案。最后给出了计算实例,结果表明这一方法是有效的。     

智能电动车横向控制策略研究

针对智能电动车自动横向控制,建立了车辆横向动力学模型,设计了电动车转向控制器的模型预测(MPC)算法。将前轮转角作为控制输入变量,与期望轨迹的横向距离偏差、横摆角偏差及两者的变化率作为状态变量,控制器对车辆未来的状态变量进行预测,输出最优前轮转角,实现智能横向控制。在控制过程中,同时引入期望状态参数和系统松弛因子,优化车辆行驶状态。利用软件进行联合仿真,并进行实车试验。研究结果表明:控制器均能迅速响应,消除偏差,使车辆快速回到期望轨迹,保证车辆稳定平顺地行驶。     

混合动力汽车燃油经济性模型预测控制策略

为了实现对混合动力汽车实时的燃油经济性控制,提出了改进的马尔可夫模型预测控制方法。建立了混合动力汽车关键部件模型,从克服阻力和速度跟踪两个方面建立了车辆需求转矩模型,从而建立了混合动力汽车仿真模型;使用多步马尔可夫模型预测车辆状态;在模型预测控制目标函数中引入电量参考值,当电量大于参考值时使用模型预测最优控制策略,当电量低于参考值时,在目标函数中引入电量惩罚项,使用改进的模型预测控制策略。经仿真验证,在新欧洲行驶工况下,马尔可夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了4.27%,比规则能量管理策略减少了4.99%;在中国城市工况下,马尔科夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了8.32%,比规则能量管理策略减少了13.16%。     

模糊分数阶滑模控制的主动横向稳定杆算法

汽车转向出现横向侧倾时,主动横向稳定杆能够实时计算并输出相应的力矩,抑制悬架弹簧变形,从而使车辆拥有良好的侧倾运动性能。基于滑模变结构控制理论的主动横向稳定杆相较于PID算法及模糊控制算法拥有更好降低车辆横向倾斜的能力,但是在系统状态到达滑模面时总伴随着抖振现象。对此,在控制器滑模面定义过程中引入了分数阶微积分理论,利用模糊规则实现对切换增益参数的自适应调整。通过进行Carsim-Simulink联合仿真,验证了该算法对汽车侧倾角有较好的控制效果,并抑制了抖振现象。     

汽车主动悬架控制策略的研究

为比较最优控制、模糊控制和PID控制在主动悬架控制中的控制效果,设计了不同控制方法下的主动悬架控制器,利用ADAMS虚拟样机软件建立简化后的1／4车辆主动悬架机械模型,并和MATLAB／Simulink进行联合仿真分析,对仿真结果进行比较,指出了不同控制方法的优缺点。     

Lane-Exchanging Driving Strategy for Autonomous Vehicle via Trajectory Prediction and Model Predictive Control

The cooperation between an autonomous vehicle and a nearby vehicle is critical to ensure driving safety in the laneexchanging scenario. The nearby vehicle trajectory needs to be predicted, from which the autonomous vehicle is controlled to prevent possible collisions. This paper proposes a lane-exchanging driving strategy for the autonomous vehicle to cooperate with the nearby vehicle by integrating vehicle trajectory prediction and motion control. A trajectory prediction method is developed to ...     

液压马达式汽车主动稳定杆系统建模与控制

以液压马达式主动稳定杆系统为研究对象,推导得到了液压马达式主动稳定杆的非线性动力学模型。利用线性化反馈的滑模控制方法设计了其控制器,并利用Lyapunov理论对控制系统的稳定性进行了证明。通过CarSim和MATLAB/Simulink对主动稳定杆系统进行了联合仿真,得出安装液压马达式主动稳定杆系统的车辆在双移线工况下运行的响应曲线。为了验证设计的控制方法,进行了实车试验。结果表明,与被动稳定杆相比,主动稳定杆系统具有较好的抗侧倾特性以及乘坐舒适性。     

汽车主动防侧倾系统建模与试验分析

为提高汽车行驶稳定性,建立了汽车主动防侧倾系统的动力学模型,通过在MATLAB/Simulink环境中建立汽车主动防侧倾稳定杆模型,设计了PID侧倾稳定控制器。在CarSim软件中建立了汽车动力学模型,实现了该汽车主动防侧倾系统的MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真。仿真结果表明：与传统横向稳定杆相比,汽车主动防侧倾系统能够明显减小车辆车身的倾角。最后通过实车试验对仿真结果进行了验证,试验结果表明了仿真结果的正确性,证明了汽车主动防侧倾系统能有效提高车辆行驶稳定性和安全性,改善乘坐舒适性。     

混合动力汽车非线性模型预测巡航控制

针对混合动力汽车巡航过程的跟踪安全性和燃油经济性的优化问题,提出基于非线性模型预测理论的混合动力汽车预测巡航控制策略。考虑发动机燃油效率及电机效率的非线性,提出离线安全与经济性协调预测优化与在线查表相结合的控制系统总体结构。基于车辆行驶距离空间域,建立具有动力学非线性、系统离散性的混合动力系统巡航控制的广义纵向动力学系统模型。以驾驶员稳定跟踪为约束,设计安全性与经济性协调的多性能指标数学量化函数。基于非线性模型预测理论,提出混合动力汽车预测巡航的多目标优化控制算法。为验证所提控制算法的有效性与综合优势,建立前向仿真平台及实车试验平台,仿真及实车结果都表明,所提出的预测巡航控制算法相比常规算法在跟踪安全性和燃油经济性方面具有较大优势。     

电动车用电机式主动稳定杆多模式控制策略研究

电动车在行驶过程中,路面及车身等情况不断变化,为了兼顾车辆在不同行驶工况下的行驶平顺性及侧倾稳定性,针对电机式主动稳定杆系统提出了三种工作模式,控制器根据车身的状态信号选择合适的工作模式。基于MATLAB/Simulink,建立了14自由度整车模型和电机式主动稳定杆模型,在多种工况下进行了仿真分析。仿真结果表明：电机式主动稳定杆系统根据不同的外部条件或行驶工况选择合适的工作模式,能有效提高车辆的侧倾稳定性与行驶平顺性。     

特种运输车装备主动悬架振动控制策略研究

为提高某型特种运输车辆装备的抗振性能,建立了六自由度装备与车辆系统动力学模型并简化为五自由度装备主动悬架模型。根据PID控制与模糊控制的各自特点,设计了模糊-PID控制器并对装备与车辆系统进行了振动控制。该控制器的工作原理是利用模糊控制促成了PID调节过程中参数的自动调整,来适应变化复杂的情况,使被运送装备的振动性能得到了改善。在白噪声模拟C级路面作为随机激励和矩形冲击激励2种工况下,对装备与车辆系统进行了动力学仿真分析。结果表明,相对于模糊控制和PID控制策略,模糊-PID控制对装备的振动加速度、速度、动位移控制性能更优,可以有效地提高装备运输的安全性。