控制分配理论在车辆动力学控制中的应用

回顾控制分配理论在分布式电驱动车辆动力学控制中的应用。控制分配是解决执行器冗余控制的有效方法,它可将控制系统的设计分解为基本控制率的设计与控制分配算法的设计,降低控制系统设计的复杂度。分布式电驱动汽车的执行器数量多于被控物理量,是一种典型的执行器冗余控制系统。控制分配理论在分布式电驱动汽车中的应用经历了从简单的显式分配到优化分配的过程。在动力学控制方面,已形成包含各执行器约束,考虑轮胎横纵向力耦合的控制分配技术,结合液压系统与电动机系统进行分配是进一步研究方向。在能耗最优控制中,控制分配算法通过权重系数可以结合稳定性控制目标,有利于多目标融合的实现。在系统重构控制中,目前主要采用基于规则的控制分配方法,通过优化算法实现系统重构是进一步研究方向。目前应用的控制分配算法以二次规划与伪逆法为主,主要原因在于这两种方法的实时性好,且具有较高的分配精度。     

自动变速箱换档过程建模方法比较

研究自动变速箱换档过程时,常用的简化模型忽略了发动机和液力变矩器的动态特性,仿真结果不够准确.本文将发动机平均值模型和液力变矩器的动态模型引入到变速箱换档过程的研究中,提出了一个新的建模方法,更准确的反映自动变速箱换档过程.     

分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述

回顾分布式驱动电动汽车动力学控制问题。分布式驱动电动汽车的主要结构特征是将驱动电动机直接安装在驱动轮内或驱动轮附近,具有驱动传动链短、传动高效、结构紧凑等突出优点。电动机既是汽车的信息单元,又是快速反应的控制执行单元,且通过独立控制电动机驱/制动转矩容易实现多种动力学控制功能。分布式驱动电动汽车为驱动防滑与制动防抱死控制提供更迅速更精确的执行器,但其对状态估计的精度和控制算法的鲁棒性要求也进一步提高。分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制控制与传统的直接横摆力矩控制相比,涵盖从常规到极限的全工况范围,因此算法须对非线性的轮胎特性有更好的自适应性。差速、差动驱动助力转向和车身姿态等控制尚处于起步研究阶段。为解决多个动力学控制间的协调问题,集成控制成为分布式驱动电动汽车动力学控制的一个重要发展方向。     

基于盘／销装置的摩擦尖叫噪声研究

为了研究摩擦尖叫的产生机理,利用汽车制动盘、摩擦材料及铝合金圆销设计了一种长度可调的盘／销摩擦试验装置,进行了不同销长的摩擦尖叫试验。基于盘／销零件的约束模态试验结果,建立了装置的有限元模型。利用复特征值分析方法研究了销长、摩擦因数、载荷、速度和材料特性等因素对摩擦尖叫噪声的影响。结果表明：当圆销和制动盘间弯曲模态频率相近时会形成模态耦合,系统不稳定,产生摩擦尖叫噪声;通过改进系统结构、适当降低摩擦因数和调整材料特性可以减轻或消除摩擦尖叫。     

电动汽车复合制动系统过渡工况协调控制策略

液压制动与电机再生制动互相切换的过渡工况控制是电动汽车复合制动系统控制需要解决的关键技术问题,直接影响到驾驶员的制动感觉与车辆制动舒适性。对此提出一种协调控制策略,包括制动力分配修正和电机力补偿2个模块。制动力分配修正模块针对液压制动力介入、撤出和再生制动力低速撤出3类典型过渡工况修正分配结果;电机力补偿模块利用电机系统迅速准确的响应来补偿液压系统,改善复合系统的响应。对各类典型制动过渡工况进行仿真验证,结果表明,所设计的协调控制策略能有效减小实际总制动力波动和偏差,改善驾驶员的制动感觉和车辆制动舒适性。     

制动力矩波动台架试验研究

为了深入研究制动抖动的发生机理,在整车道路试验的基础上,针对某轿车的制动抖动现象进行了台架试验研究,详细考察制动抖动的根源——制动力矩波动的特征及其影响因素。试验研究表明,制动过程中制动力矩均值及其波动值逐渐增大。制动盘厚薄差(DTV)是引起制动力矩波动的主要原因,制动盘的端面跳动(SRO)对制动力矩波动的影响较小,温度升高对制动力矩波动的影响具有两重性,制动压力对制动力矩波动影响不明显。     

汽车液压减振器机械阻尼特性试验研究

针对汽车悬架用液压减振器的机械阻尼特性进行了详细的试验研究。研究中对某轿车用双筒液压减振器在正弦位移和随机位移两种加载方式下,在不同的工作温度情况下的阻尼力进行了测试,考察了加载方式、工作温度对减振器阻尼特性的影响,并在此基础上针对液压减振器的阻尼特性评价、非线性特征和动态特性进行了讨论。研究结果对于进行液压减振器的机械动力学和热动力学耦合特性仿真的理论分析,以及建立时变的,非线性的阻尼力仿真分析模型积累了丰富的数据,提供了重要的建模依据。     

悬架弹性元件对悬架振动传递特性的影响

为了分析研究橡胶元件减振隔振的机理,在线性假设的前提下,用复刚度表示悬架弹性元件的刚度,在车身车轮双质量1／4振动模型的基础上建立悬架系统中的橡胶弹性支承元件影响的1／4车振动模型,并利用该模型详细论术了橡胶元件对悬架振动传递特性的总体影响,指出其能减小车身部分固有频率附近的传递系数,增大车轮部分固有频率附近的传递系数,明显改善高频段的隔振性能。     

考虑复杂激励条件的分布式驱动电动汽车路面附着系数自适应估计方法

路面峰值附着系数是实现车辆高品质运动控制的关键参数,参数估计的精度与实时性会极大地影响控制的效果,而多数动力学估计算法受限于车辆的激励条件,难以达到满意的估计效果。设计一种模糊自适应路面附着系数融合估计方法,充分利用车辆纵侧向激励,以实现算法对车辆不同行驶工况的估计适应能力。分别设计不同激励条件下的路面附着系数估计方法,通过车辆状态参数判断满足的激励条件,模糊推理出当前纵侧向轮胎力所能达到的极限,并据此设计融合观测器进行估计结果融合。多工况仿真和实车试验的结果表明,融合观测器在高低附路面下和不同轮胎力激励时能快速估计出路面的峰值附着系数,估计精度较高,同时对轮胎力纵侧耦合的工况具有一定的鲁棒自适应性。     

盘-销系统摩擦尖叫的多柔体动力学模型

基于有限单元和多柔体动力学理论,利用HYPERWORKS和ADAMS软件,建立了盘-销系统的多柔体动力学分析模型。在利用台架试验验证模型正确性的基础上,通过分析了摩擦系数、铝棒长度和法向力大小对摩擦尖叫的影响发现：只有当铝棒具有适当的长度,并且施加合适的法向力时,盘-销系统才会在一定的摩擦系数范围内产生高频振动。