线控转向系统汽车的主动转向控制研究

以线控转向系统汽车为研究对象,为提高车辆在低附着路面以及高速行驶时的行驶稳定性,提出了一种基于指数趋近律的滑模控制算法。基于Simulink与Carsim平台,建立整车模型,并对转向执行总成部分进行频率响应特性分析,验证其工作稳定性。根据固定转向增益,设计理想角传动比曲线,并设计滑模控制器实现车辆的主动转向功能。仿真结果表明,与PI控制器的结果相比,这里所提出的控制策略可以更有效地实现主动转向功能。     

线控转向车辆可变角传动比特性的研究

针对线控车辆的操控性能改善问题,对线控转向系统可变角传动比特性的优化设计方法进行了研究。基于客观的车辆操纵稳定性指标多目标评价函数,结合"驾驶员-车-路"闭环系统双移线工况仿真实验结果分析,确定了不同车速对应的最优角传动比;在此基础上,考虑车辆非线性横摆角速度增益特性对驾驶员转向操作的不利影响,分析了角传动比随转向盘转角变化的特性;对固定角传动比系统和可变角传动比系统的线控车辆,分别进行了双纽线和双移线两种典型转向工况下的仿真对比实验。实验及研究结果表明:相比于传统固定角传动比系统,具有角传动比可变优化特性的转向系统不仅能改善车辆低速转向灵敏性和中高速路径跟随性能,还能有效减小驾驶员的转向操作负担。     

线控转向系统变角传动比设计及路感模拟

变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分.根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案.通过分析不同路感模拟的策略,考虑到"人-车-路"闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路信息的反馈,基于权重法进行转向路感的模拟.通过Carsim/Simulink仿真双移线和双纽线工况,...     

乘用车主动前轮转向系统的控制研究

在电动助力转向系统的基础上设计了一种全新的主动前轮转向系统,不仅可以实现转向系统的变传动比,而且还可以弥补转向干预时方向盘力矩的突变。建立了整车动力学模型以及转向盘反力矩模型,设计了模型参考变结构滑模控制器以及转向干预时的力矩补偿控制策略。仿真结果表明,基于主动前轮转向的模型参考变结构滑模控制器能够较好地实现实际车辆对理想车辆的跟踪,可以有效地避免行车过程中人为因素造成的不必要的事故;此外基于电动助力转向系统的力矩补偿控制能较好地改善转向盘反力矩突变导致的驾驶员不适应。     

基于变增益的操纵杆线控转向变传动比设计方法

采用操纵杆代替传统线控转向(Steer-by-wire,SBW)系统中的转向盘,研究这种新型SBW系统的转向变传动比设计方法。建立整车2自由度动力学参考模型,针对采用操纵杆控制汽车转向运动的结构和性能特点,通过分析基于定横摆角速度增益所设计的转向变传动比应用在操纵杆SBW系统中存在的不足,分别设计车速因子和转角因子,提出保证汽车转向增益呈线性变化的转向变传动比变增益设计方法,并通过Matlab/Simulink对整车动力学模型和转向变传动比进行仿真计算。通过固定型驾驶模拟器对提出的操纵杆SBW系统变传动比方法进行试验和验证。驾驶模拟器硬件在环试验结果表明,在提出的操纵杆SBW系统转向变传动比作用下,驾驶员可以准确地实现转向意图,保证整车具有良好的运动轨迹跟踪能力,同时也保证汽车较好的操纵稳定性和舒适性。     

基于FlexRay总线线控转向稳定性研究

线控转向装置取消了转向盘和车轮的机械连接,是未来汽车转向的发展趋势.该文采用魔术轮胎的非线性整车动力学模型,研究了车速、路面附着系数以及前轮转向对汽车稳定性的影响;在此基础上,提出了基于横摆角速度和侧向加速度联合控制的控制策略,提高了汽车的稳定性;建立了基于FlexRay通信的线控转向系统,并建立了dSPACE硬件在环...     

线控转向系统的前轮转角跟踪策略研究

研究通过对线控转向系统进行主动控制,可靠并准确地得到期望的前轮转角。基于建立的线控转向系统数学模型,使用非线性自回归模型确定其系统参数,设计内模控制器跟踪车辆的期望运动状态。通过开环和闭环试验,对控制器在典型的驾驶工况下的有效性进行了验证。通过与PID控制器的结果对比,证明所设计的内模控制器能提供更好的控制性能。为减少驾驶员的操纵负担并确保车辆在不同行驶条件下的稳定性,根据不同工况下的测试结果提出基于增益不变的变角传动比控制策略,并设计了滑模控制器跟踪期望横摆角以实现主动转向。通过对内模和滑模控制器的联合仿真结果表明,所设计的控制器可实现期望横摆角度的精确跟踪,显著提高车辆的操纵灵活性和稳定性。     

基于可拓本体的复杂产品方案设计可拓集成框架研究

为了有效提升大型复杂产品方案设计结构配置的设计效率和质量,对大型复杂产品方案可拓集成设计进行了研究。对大型复杂产品方案可拓设计过程中的可拓本体概念模型、可拓本体库构建框架、方案设计可拓需求模式、方案设计可拓配置模式和方案设计可拓再设计模式进行了分析,提出了一种基于可拓本体概念的复杂产品快速设计可拓模式框架;通过将应用层、应用工具层以及环境支撑软件层相融合,建立了基于可拓设计模式的型号飞机产品快速设计可拓集成平台体系结构。研究结果表明:该可拓集成设计平台体系结构的建立,能够实现多层次、多属性、创造性、复杂性等特点的复杂产品方案设计的结构可拓配置,从而为复杂产品快速设计的顺利实施提供理论和工程应用支持。     

基于功能分配的汽车悬架/转向系统可拓控制及稳定性分析

考虑汽车悬架与转向系统耦合动力学关系,建立整车集成系统动力学模型。选取偏差与偏差微分作为特征量,建立关于特征量的可拓集合。根据关联函数,划分经典域、可拓域、非域三种测度模式。在不同可拓集合范围内对控制功能进行分配,分别设计对应功能控制算法,构建基于功能分配的可拓控制器,以尽可能改善集成系统控制性能。对由最优控制和基于功能分配的可拓控制器构成的闭环控制系统,进行仿真和试验研究,结果表明基于功能分配的可拓控制可进一步全面提高悬架和转向集成系统的控制性能,可拓控制具有获得更佳地控制效果的能力。在不同控制方法下,以悬架、转向系统参数作为变量,对集成控制系统的稳定性进行分析。结果表明,采用可拓控制,控制系统稳定性更佳;增大悬架阻尼、车速、前轮转向角至一定值时,汽车时域响应不稳定程度增加;改变可拓控制器偏差控制系数,对集成控制系统性能均有不同程度的影响;不断增加可拓控制器功能控制系数,系统各项控制性能会发生突变而失去稳定性。     

线控转向车辆转向控制策略研究

建立了线控转向系统的数学模型,对前轮转角采用基于理想变传动比的前馈控制和期望横摆角速度反馈控制的动态校正控制算法,从而确定合适的前轮转角,实现前轮主动转向,在一定程度上减轻驾驶员负担。通过对两种附着系数路面进行仿真研究,可以得出采用该控制策略可以缩短车辆的反应时间,减小质心侧偏角稳态值及超调量,使线控转向车辆转向更加平稳,提高抗干扰性,改善车辆的操纵稳定性。     

基于线控转向系统操作稳定性的研究

针对汽车线控转向系统的操作稳定性问题,研究了固定转向灵敏度型与γ和β联合控制策略,之后设计了基于dSPACE的线控转向硬件在环仿真实验台架对算法进行实验验证.按照国家标准中转向瞬态响应实验中的要求,验证了汽车在此控制策略下的操纵稳定性能     

线控转向前轮转角控制策略研究

针对线控转向技术中汽车高速转向的稳定性问题,采用基于理想传动比的前馈和基于状态跟踪的反馈补偿的控制策略对前轮转角进行了研究,以确定不同车速下的最佳前轮转角,实现车辆的安全转向。前馈控制中理想传动比是采用分割速度区间的方法确定,反馈补偿控制是采用以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量的线性二次最优控制,并运用虚拟样机技术,在高速、低附着路面工况下进行联合仿真,验证了控制策略的可行性和稳定性。     

考虑人机协调的基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制

针对基于电动助力转向和差动制动的两种车道偏离辅助控制方法的局限性,提出可拓联合控制策略。基于可拓控制理论,充分考虑路面环境信息和车辆状态,设计可拓联合控制器,该控制器将电动助力转向和差动制动进行联合控制,以实现车道偏离辅助。为解决车道偏离辅助过程中的人机协调问题,应用模糊神经网络控制理论,设计考虑驾驶员转矩和车辆侧向偏差的人机协调控制器,通过输出辅助权重动态地调整车道偏离辅助系统的辅助转矩,实现驾驶员与辅助系统的协调控制。在CarSim/Simulink联合仿真平台和CarSim/LabVIEW硬件在环试验台架上对所提出的控制策略进行仿真和试验验证,结果表明所提出的控制策略能够有效地避免车辆偏离出车道,同时降低驾驶员和辅助系统之间的相互干扰,减小人机冲突,有较好的人机协调性能。     

基于可拓原理的AS-RIII移动式机器人自适应控制方法研究

利用自适应控制善于处理时不变和慢时变问题以及可拓控制善于处理时变和突变问题的特点,将自适应控制与可拓控制两者结合起来,提出了用可拓自适应控制方法来研究移动机器人。构建了移动机器人可拓自适应控制动力学模型,设计了自适应控制器,并对其进行了初步实验研究。结果表明,采用可拓自适应方法对移动机器人进行控制,相比传统的自适应控制更具有环境适应性。     

主动转向系统的传动比研究

分析主动转向系统(active front steering system,AFS)传动机构的工作原理,建立AFS传动机构的数学模型,根据汽车二自由度模型确定汽车的系统稳态横摆角速度增益曲线,选取合适的系统横摆角速度增益值设计转向传动比曲线以及转向轴叠加角曲面,建立装备AFS整车的联合仿真模型,依据转向轴叠加角曲面控制转角电机实现转向系统的主动转向。仿真结果表明:AFS传动比曲线设计方法合理有效。     

汽车多增益融合线控转向传动比及防侧翻控制

转向传动比是汽车操纵稳定性及主动安全性的重要影响因素,理想转向传动比忽略转向执行机构影响,仅考虑汽车单一运动稳定性,难以实现汽车主动转向防侧翻实际要求。考虑线控转向执行机构动力学特性,提出融合汽车横摆、横向及侧倾运动增益的线控转向传动比,设计多增益融合转向传动比的主动转向防侧翻控制策略。建立线控转向系统模型,分析线控转向系统动力学特性;由汽车系统动力学理论求解横摆运动、横向运动及侧倾运动的转向传动比增益,采用遗传算法进行不同工况的转向传动比优化,获得多增益融合线控转向传动比;根据典型工况汽车稳定性分析规律,设计多增益融合线控转向传动比的汽车主动转向防侧翻控制策略。实例仿真结果表明,多增益融合线控转向传动比能同时改善车辆低速转向灵活性和高速转向稳定性,设计的控制策略在绊倒型及非绊倒型工况均能够有效地防止汽车侧翻,减少控制器对驾驶员转向意图的干预。     

关于线控转向的关键技术探讨

汽车转向性能是汽车的主要性能之一,转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性,它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。如何合理地设计转向系统,使汽车具有良好的操纵性能,始终是设计人员的重要研究课题。在车辆高速化、驾驶人员非职业化、     

汽车主动转向系统变传动比及电机控制特性研究

为满足汽车高速转弯行驶时的理想转向操控性和安全性、灵敏性,分析汽车双行星齿轮机构主动转向系统变传动比特性。通过选择合适的横摆角速度增益值设计理想变传动比曲线及转向角叠加曲线,并采用基于电流环、转速环的双环串级PID控制策略对主动转向助转角电机特性进行了仿真分析,结果表明:该控制策略能有效改善汽车主动转向系统的助力转角电机的电流响应速度、超调量、峰值时间以及转速响应时间和车辆路径跟踪效果,从而提高汽车转向灵敏性和操稳性。     

基于可拓原理的AS-RⅢ移动式机器人自适应控制方法研究

利用自适应控制善于处理时不变和慢时变问题以及可拓控制善于处理时变和突变问题的特点,将自适应控制与可拓控制两者结合起来,提出了用可拓自适应控制方法来研究移动机器人.构建了移动机器人可拓自适应控制动力学模型,设计了自适应控制器,并对其进行了初步实验研究.结果表明,采用可拓自适应方法对移动机器人进行控制,相比传统的自适应控制更具有环境适应性.     

线控转向系统前轮转角控制仿真研究

针对汽车线控转向车辆,以线性二自由度车辆模型为基础,以稳态转向时的横摆角速度作为控制目标,研究了基于控制器参数优化的固定转向灵敏度型横摆角速度反馈控制算法。结果表明,随车速变化,在改变转向比和控制器参数的条件下,车辆横摆角速度能较好地跟随稳态时的横摆角速度。高速时,与相同前轮转角没有反馈控制的车辆相比,最大超调量减少,调整时间减少。