循环球式EPS系统助力特性控制策略研究

研究电动大客车电动助力转向(EPS)系统助力特性控制策略.采用优化设计方法,开发了适合纯电动大客车EPS系统使用的循环球式电动助力转向器,并建立了其动力学模型;针对EPS系统对系统鲁棒稳定性和动态特性的要求,提出了"上层混合H2/H∞电流决策控制 下层模糊PID电流跟踪控制"的两层助力特性控制策略.仿真结果表明:应用上层混合H2/H∞电流决策控制,EPS系统可有效获得来自路面的低频信息并抑制路面高频干扰,使驾驶员获得满意的路感;应用下层模糊PID电流跟踪控制,EPS系统具有较好的动态特性,能够对目标电流进行准确跟踪,使驾驶员获得理想的助力特性.     

基于模糊控制的电动助力转向系统控制策略研究

随着现代汽车电子控制技术的飞速发展,电动助力转向(Electric Power Steering,简称EPS)系统正逐步取代传统液压助力转向系统。该文通过对汽车电动助力转向系统的动力学分析,建立了车辆了EPS系统的动力学模型,提出了基于模糊控制的EPS系统助力控制策略,并对其建模仿真,为电动助力转向系统的设计与开发提供理论基础和设计方法。     

电动助力转向在环仿真试验台的开发

针对车辆EPS系统的传统性能试验周期长、投入成本高、效率低等一系列问题,基于TAT-6/TL型"电动助力转向在环仿真试验台",对该试验台进行了重新开发,完成了阻力加载系统的设计与试验验证.根据EPS系统的工作特性和测试内容,选择电动推杆式加载装置,由控制器(MCS912)根据车速和转向盘转角对电动推杆进行实时控制,可以精确模拟不同转向工况下的转向阻力矩.利用虚拟试验技术与EPS试验台的结合,使试验台试验更加接近实际转向工况,且调试方便快捷,减少了对实车试验的依赖.通过原地和行驶转向工况的转向阻力相关试验、电流跟随与响应特性试验对直线型EPS系统性能进行分析.结果表明:仿真和试验结果基本一致,满足了EPS性能测试的基本要求.     

基于模糊自整定PID的EPS控制系统研究

根据电动助力转向系统的工作原理、控制模型、助力特性及控制策略,利用Matlab软件中simulink模块搭建基于模糊自整定PID控制的目标电流跟踪控制仿真模型,然后通过分析仿真结果得出模糊自整定PID控制能较好的满足EPS系统助力、操纵稳定、响应快的特性要求.对EPS控制系统研究具有一定的参考性.     

基于联合仿真分析的微型轿车EPS控制策略研究

为了提高某微型轿车的转向性能,进行了电动助力转向系统(EPS)控制策略的研究.针对微型轿车,设计了EPS助力控制、回正控制和阻尼控制策略,利用MATLAB/Simulink软件建立了EPS控制系统模型;运用MSC.ADAMS/CAR建立带EPS的微型轿车虚拟样机模型;参照相关国家标准,采用联合仿真分析的方法进行了微型轿车的操纵稳定性仿真试验.仿真结果表明,加入EPS控制的微型轿车转向轻便性和转向回正性能良好,所设计的EPS控制系统提高了汽车的转向性能.     

汽车EPS回正控制与仿真试验研究

为了改善汽车转向轻便性的问题以及解决传统EPS系统所带来的汽车回正性能降低的问题,建立了基于SIMULINK的电动助力转向系统仿真模型,创建了基于系统环和控制环的控制策略,提出了基于转向盘转角和目标操纵转矩的PID控制方法,通过仿真与试验拟合出转向盘转角θh——目标操纵转矩TdMap图.运用MATLAB仿真EPS助力效果与实车试验对比验证设计的控制策略,改善了汽车的助力回正性能,提高了汽车的转向轻便性和行车安全性.     

汽车电动助力转向系统控制策略的研究

在分析电动助力转向系统(EPS)结构和工作原理的基础上,建立了转矩传感器、输入转向轴、输出转向轴及助力电机的数学模型,设计了直线型EPS助力特性曲线。提出了一种带输入信号相位超前补偿的增量式闭环PID控制策略。在MATLAB/Simulink环境下,建立了EPS系统仿真模型,对所设计的控制策略进行仿真。仿真结果表明:所设计的控制策略提高了EPS工作的实时性,可以满足汽车行驶时低速转向的轻便性和高速转向保持较强路感的要求。     

基于MATLAB的双电机驱动电动客车EPS仿真研究

建立某大客车的多体动力学模型,根据电动助力转向系统(EPS)的工作原理,设计了直线型助力特性曲线和系统控制策略,在Matlab中建立控制模型,进行仿真分析.分析结果表明所建双电机EPS模型不仅能满足转向系统对于轻便性、助力跟随性的要求,而且有较好的助力效果,同时提高了系统的可靠性和操稳性.     

基于无刷电机的EPS控制器设计

针对电动助力转向系统快速性和稳定性要求,在研究管柱式EPS控制系统助力工况的基础上,设计了无刷电机的转矩控制策略,开发了基于DSP微控制器TMS320F2811的汽车电动助力转向系统控制器,并在现有的试验台架上进行了转向助力实验。实验结果表明,该控制策略能够明显降低稳态误差,提高电机的响应时间,且转矩对称性在90%以上,能够提供较为理想的电机助力。     

电动助力转向系统永磁同步电机控制建模及仿真

在深入分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,结合电动助力转向(EPS)系统的结构与助力电机的助力特性,以永磁同步电机为助力电机,提出采用电流滞环跟踪控制策略.借助Matlab/Simulink软件平台,分别建立助力永磁同步电机及电流滞环跟踪控制系统仿真模型,以此为对象研究当某A0级轿车处于低速、中速和高速时在该控制策略下助力电机输出扭矩的可行性及采用该控制策略的响应速度与抗干扰能力.通过其仿真结果验证了该控制策略的可行性、有效性.     

四驱混合动力轿车转弯工况路径跟踪控制

针对四驱混合动力轿车,提出一种转弯工况下集成横向与纵向运动控制功能的路径跟踪控制策略.在建立车辆动力学与动力系统模型的基础上,设计了基于轨迹跟踪误差的驾驶员预瞄转向模型;采用模糊控制器确定了期望车速,对转矩分配问题进行优化研究;设计了车速与轨迹跟踪模型预测控制器;搭建了CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真模型与自动驾驶模拟驾驶器,对控制策略进行了离线仿真和硬件在环仿真试验.研究结果表明,车辆转弯过程中路径及车速跟踪效果良好,满足转弯工况路径跟踪需求.     

基于超扭曲非奇异滑模的多电机协调控制

针对多电机控制系统存在响应性和同步性差的问题,以四轮独立驱动公铁两用车转向系统为被控对象,提出一种多永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)协同控制策略。该控制策略采用偏差耦合的电同步控制方式,对多电机转角误差进行补偿,并提出一种新型非奇异快速终端滑模函数,同时结合超扭曲算法,设计超扭曲非奇异滑模控制器,实现多台永磁同步电机协同控制。基于MATLAB/Simulink平台搭建系统的仿真模型,并基于自主研发的纯电动公铁两用车进行实车试验。试验结果表明,该超扭曲非奇异快速终端滑模控制器可有效减小转向系统控制过程中所产生的跟踪误差、同步误差及系统抖振,缩短系统的响应时间,提高系统的控制精度,达到较为理想的控制效果。     

基于状态估计的无人车前轮转角与横摆稳定协调控制

针对无人车轨迹跟踪问题,提出了一种基于状态估计的无人车前轮转角和横摆稳定协调控制策略.建立了车辆轨迹跟踪模型,利用模型预测控制算法设计了轨迹跟踪控制器,得到实时跟踪参考轨迹所需的前轮转角.根据车辆模型设计了一种基于未知输入观测器的前轮转角估计方法,并将估计结果作为前轮转角跟踪控制的输入量.基于非奇异终端滑模控制设计了前轮转角跟踪方法,通过转向电机扭矩来控制车辆转向以实现轨迹跟踪.同时,设计了车辆横摆稳定控制器,通过控制横摆角速度跟踪误差确保车辆横摆稳定.建立了CarSim-Simulink联合仿真模型并进行仿真实测试.结果表明,未知输入观测器具有较好的前轮转角估计效果,从而为车辆协调控制提供可靠信息源,协调控制策略能够在保证车辆横摆稳定性的同时完成车辆轨迹跟踪.      

独立轮电液伺服转向系统数学建模与验证

针对独立轮电液助力转向系统结构简单、控制灵活,可满足传统单自由度梯形转向机构实现多轴车辆蟹行、原地转向、横移等特殊工况要求的情形,建立阀控单缸独立轮电液助力转向系统拉格朗日动力学模型.根据实际重型车辆转向系统搭建了1∶1实验台架,并基于dSPACE和硬件在环设计动力学模型实验验证方案.通过给定包括手动随机信号在内的多种输入信号,对比动力学模型和实验台架,得到反馈转角、压力和跟踪误差曲线.实验结果表明,转向角度、转向缸两腔压力等曲线匹配良好,验证所建动力学模型的正确性.该模型可为今后独立轮电液伺服转向系统的非线性控制与分析提供参考.     

线控主动四轮转向汽车控制策略研究

目的 针对线控四轮转向汽车横向稳定性不足及控制鲁棒性差等问题,提出一种主动转向反馈控制策略。方法 使用Simulink搭建线控转向系统转向执行机构动力学模型,将MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真,建立线控四轮转向整车模型;基于二自由度模型分析横摆角速度和质心侧偏角对汽车稳定性的影响,推导理想的横摆角速度和质心侧偏角;以横摆角速度增益恒定为依据设计理想传动比,得到期望前轮转角,以横摆角速度误差为控制量设计模糊控制器得到附加前轮转角对期望转角实时修正,实现前轮主动转向;针对横摆角速度和质心侧偏角与理想值之间的误差,加权得到稳定性控制目标;设计自适应积分滑模反馈控制策略输出后轮转角,对理想值进行跟踪,实现后轮主动转向。结果 仿真实验结果表明：所搭建的线控转向系统能够准确反映汽车动力学特性。相比无控制的机械前轮转向汽车与横摆反馈控制的四轮转向汽车,线控主动四轮转向汽车在双移线工况下将质心侧偏角控制在0值附近波动,横摆角速度跟踪误差控制在1.149 deg/s以内;在角阶跃工况下将质心侧偏角稳态值控制在0.065 deg,横摆角速度稳态值误差为0.074 deg/s。结论 线控...     

电压型PWM整流器变无功给定直接功率控制

为了抑制电压型PWM整流器直接功率控制中的有功功率、直流电压波动,加快系统的跟踪速度,提出了根据有功功率瞬时值与有功功率给定的差值设定无功功率给定值的新策略。当有功功率瞬时值与有功功率给定的差值小于给定临界值时,无功功率给定值为零;反之,无功功率给定值等于有功功率瞬时值与有功功率给定的差值。Matlab/Simulink仿真结果证明了该新策略的可行性。     

线控转向汽车横摆角速度增益优化设计

为了解决汽车线控转向系统(SBW)转向角传动比的设计问题,对SBW汽车横摆角速度增益值优化方法进行了研究。在建立整车动力学模型和驾驶员模型的基础上,从人-车闭环系统角度出发,采用汽车操纵稳定性综合评价体系中的轨迹跟踪误差评价指标、驾驶员操纵负担的评价指标、侧翻危险性评价指标和侧滑危险性评价指标并与遗传算法相结合,在典型车速下对汽车横摆角速度增益值进行了优化。试验结果表明,采用优化后横摆角速度增益值设计的SBW转向传动比可有效地提高汽车操纵性,减轻驾驶员负担。     

基于预测--模糊联合控制的分布式驱动车辆路径跟踪方法

为研究分布式驱动车辆（4wid）路径跟踪中的跟踪精度和稳定性的问题,提出了模型预测-模糊(Mpc-Fuzzy)的联合控策略, 缓解了单一模型预测控制下车辆跟踪精度与控制器计算压力间的冲突。采用模型预测控制设计了上层路径跟踪控制器,旨在利用模型预测“滚动优化”的优点降低跟踪误差的同时保证车辆的稳定性。下层采用模糊控制,将转向过度和转向不足量化为“方向偏差”和“位置偏差”,利用四轮转矩独立控制的优点进一步优化转矩输出,旨在降低模型预测控制器对参考模型线性化后带来的跟踪误差。为验证控制策略的可靠性,基于Carsim和Simulink.、Driving Scenario搭建联合仿真模型,将联合控制器和单运动学模型预测控制器进行对比研究。仿真结果表明联合控制器可在完成对给定路径跟踪的基础上,减少转向不足和转向过度的发生,降低了方向误差和位置误差。     

四旋翼水下机器人及其矢量角度测试实验分析

为提高水下机器人运行稳定性,降低综合能耗,研究一种矢量推进式四旋翼水下机器人,该机器人的四个水下推进器通过绕OY轴转动,形成矢量推进。针对数据野点问题,以及D/A模块输出误差问题,通过设计一种控制电压闭环缓变调节方法,防止因野点存在而烧毁舵机和推进器,同时减小方差,提高稳定性;通过试验法研究了矢量角度对水下机器人控制性能的影响规律。结果表明：矢量角度小于45°时,艏向定值跟踪实验中,响应速度较快,超调量较大,稳态误差较高,平均功耗较低;同频率艏向动态跟踪实验中,平均误差较高,平均功耗较低;变频率艏向动态跟踪实验中,平均功耗较低;深度定值跟踪实验中,响应速度较慢,超调量较小,稳态误差较低,平均功耗较高,同频率深度动态跟踪实验中,平均误差较低,平均功耗较高;变频率深度动态跟踪实验中,平均功耗较高。矢量角度大于55°时,各项控制性能指标与矢量角度小于45°时相反。可见矢量角度为45~55°时,为控制性能过渡区间。