汽车ABS与AFS集成控制算法

提出一种制动防抱死系统(ABS)与主动前轮转向(AFS)系统的集成控制算法.ABS采用逻辑门限值控制算法,以车轮的角加速度为主要门限、滑移率为辅助门限.AFS采用基于二自由度车辆模型建立的横摆力矩补偿前馈控制和滑模反馈控制相结合的复合控制算法.采用8自由度车辆模型验证所提出的控制算法,该模型包含“Magic Formula”轮胎模型和基于单点预瞄的驾驶员模型.在Matlab/Simulink中通过对开路面的直线制动工况和定圆弯道制动工况下的仿真来评价集成控制算法.仿真结果表明:在对开路面上ABS与AFS的集成控制能够有效地缩短制动距离,提高车辆制动过程的方向稳定性.     

分布式驱动电动汽车稳定性分层控制策略研究

提出一种分布式驱动电动汽车行驶稳定性分层控制策略. 策略分为基于滑模控制的广义力矩计算层、基于二次规划的滑移率决策层和基于ABS/ASR的滑移率追踪层. 搭建包括双电机独立驱动系统在内的硬件在环仿真平台,进行了分布式驱动电动汽车典型行驶工况的仿真. 与传统车辆稳定性控制策略的对比发现,文中提出的策略能够在对纵向车速影响较小的前提下,提高车辆操纵稳定性,在部分执行器失效时仍能确保车辆的行驶安全.      

ASR的滑模变结构控制方法及仿真研究

汽车安全系统是当今汽车研究领域中的一个重要组成部分,深入进行汽车主动安全装置的研究工作,提高车辆在恶劣复杂的路面条件和加速、转弯等过程中的操纵性和行驶平顺性,是我国汽车产业的一个研究方向。本文分析了车辆驱动防滑系统的滑模变结构控制,设计基于滑模变结构的汽车驱动防滑控制系统。在MATLAB平台上进行基于滑模变结构ASR的仿真,检验滑模控制算法在ASR系统的控制性能。仿真结果表明,该方法在汽车ASR控制中是有效的。     

车辆主动转向与电子稳定控制系统的协同控制

为提高车辆行驶时的操纵稳定性和安全性,本文通过协同控制策略研究分析了主动转向与ESP对车辆操纵稳定性的影响。首先基于主动转向的二自由度线性车辆动力学模型设定上层协同控制策略,及下层主动转向控制器和ESP控制器,并结合CarSim与Matlab/Simulink平台完成主动转向系统、双PID控制的ESP系统、及其协同控制的整车模型搭建,然后再基于硬件在环试验台进行高附着路面和低附着路面的双移线试验,最后对比分析不同工况下主动转向与ESP协同控制相对其独立控制下的车辆质心侧偏角和横摆角速度响应曲线。结果表明本文设计的主动转向与ESP协同控制策略相对其独立控制,可更好地提高车辆的操纵稳定性。可见主动转向与ESP协同控制的稳定性控制效果明显提高,在极限工况下能将车辆控制在安全行驶的稳定范围内。     

自适应ASR/HAC集成化系统仿真

驱动防滑控制系统ASR(Anti-slip Regulation)与坡道起步辅助系统HAC(Hill-start Assist Control)的集成化系统能降低对驾驶员的操纵技术的要求和驾驶疲劳强度,满足人们对汽车乘坐舒适性,操纵方便性和主动安全性的要求.在Matlab/Simulink及德国车辆动力学仿真软件CarMaker建立的虚拟车辆仿真环境下,针对ASR/HAC集成化系统进行了软件在环仿真研究.提出了基于模型参考自适应PID控制的ASR算法和HAC算法,并采用CarMaker和Simulink联合仿真的方式对ASR/HAC系统进行了验证.仿真结果显示汽车的加速性和可操控性明显提高.     

三轴重载汽车自寻最优制动及硬件在环验证

为了提高三轴重载汽车的制动安全性能,搭建了制动动力学模型,基于TruckSim建立了三轴重载汽车整车模型.在对Burckhardt"轮胎-路面"模型和以往自寻最优制动理论研究的基础上,设计了应用于整车模型的三轴汽车自寻最优ABS控制器.采用硬件在环实验的方法,在高附路面、低附路面和对开路面3种工况下验证了控制器的可行性,加入传统ABS作为比较.实验结果证明,在3种工况下,自寻最优ABS将车辆控制在不同的滑移率下,低附路面下的制动效果最明显,制动时间减少0.96s,制动距离减少2.77m,横摆角速度峰值减少1°/s,说明自寻最优ABS可以自动搜索车辆当前路面下的最优滑移率,提高了三轴重载汽车的制动性能和制动过程中的稳定性.     

ABS硬件在环仿真的车辆系统建模

通过理论推导、经验公式总结和参数测定等方法得到用于HIL的车辆系统数学模型,其中包括7自由度四轮车辆制动动力学模型、液压回路模型、制动器模型、Dugoff轮胎模型和ABS控制模型,并在MATLAB/Simulink环境下进行建模与仿真.将液压制动回路、压力调节器和控制器以实物形式嵌入仿真系统,在dSPACE系统平台下对所建车辆系统模型进行ABS HIL仿真试验.试验结果表明,通过在线参数调整确定逻辑门限值,采用ABS实车道路,所建车辆系统模型是合理的.     

车辆底盘集成控制研究

基于模型预测控制理论,从提高车辆极限工况稳定性角度,研究车辆纵向和侧向运动的水平集成控制及纵向、侧向和垂向的全局集成控制.确定了分层集成控制结构,设计了转向/制动模型预测控制器和主动悬架控制器.采用单轮规则制动分配法,实现了车辆底盘转向/制动的水平集成控制和转向/制动/悬架的全局集成控制,并通过仿真实验对算法进行验证.结果表明：集成控制能有效提高车辆极限工况的稳定性和主动安全性.     

基于多主体机制的车辆主动后轮转向与ESP集成控制

建立了基于多主体机制的车辆主动后轮转向(ARS)+ESP集成控制系统,搭建了松耦合协调控制框架以处理相对独立的ARS和ESP之间的合作和竞争,从而提高车辆的操纵稳定性能.采用单片微机和嵌入式实时操作系统,开发了该集成控制系统的控制器原型;基于Matlab/Simulink/dSPACE,搭建ARS+ESP集成控制系统的ECU硬件在环仿真平台.用此平台进行仿真试验,研究基于多主体机制的集成控制算法在极限工况下的性能.结果表明,与单独的ARS或ESP控制相比,该集成控制系统能更好地实现车辆状态跟踪和稳定操纵.     

汽车防抱死制动系统浅述

防抱死制动系统ABS是以提高汽车行驶性能为目的而开发的,ABS是汽车主动安全性能的一项重要技术,目前在国内外已经得到广泛应用,防抱死系统不是单纯的防滑系统.本文主要阐述汽车防抱死装置(ABS)系统的工作原理、重要作用以及对该系统未来从车辆整体性方面的发展提出预测.     

非线性模型预测直接转矩和ASR/ABS控制的电动汽车纵向稳定性

为了解决电动汽车在加速和制动过程中容易发生滑移和抖动、不能满足稳定性和舒适性的要求,提出了一种基于主从式非线性模型预测(nonlinear model prediction,NMP)直接转矩控制(direct torque controt,DTC)的电动汽车鲁棒控制策略。采用双电机-单控制器主从式驱动模型,基于模糊逻辑控制器,在线确定权重因子的精确值,生成优化电动汽车驱动决策的最优切换状态,保证电机速度的精确跟踪。结合NMP-DTC电机控制方法,设计了一种模糊逻辑ASR/ABS控制器,以角加速度变化和滑移率变化为输入,以补偿转矩为输出变量,根据道路特性的变化提供补偿转矩,保证电动汽车行驶在最佳滑移率范围内,提高行驶的稳定性。基于MATLAB/Simulink进行变负载转矩电机跟踪和汽车纵向稳定性仿真,与参考速度进行对比分析。结果表明,所提出的主从式NMP-DTC的电动汽车ASR/ABS控制,在变负载下不仅电机跟踪轨迹误差降低,而且可保证在加速和制动过程中车辆的纵向稳定性控制。     

ABS液压混合仿真试验台的研究和应用

为了给汽车自动防抱死系统 (ABS)的研究提供一种在实验室环境下经济高效的测试手段 ,介绍了一种自行开发的汽车 ABS液压混合仿真试验台。该试验台的特点是 :硬件上有 3条工作回路 ;软件中有多种数学模型和仿真功能 ;并在国内的 ABS仿真中首先应用了驾驶员模型。试验台在自主研制 ABS硬件系统、控制逻辑和测试其它 ABS开发系统等方面都提供了很大的帮助 ,表明混合仿真是研制ABS系统的有效手段     

汽车驱动防滑控制系统的控制模式与技术

汽车驱动防滑控制系统(ASR)是继制动防抱系统(ABS)之后发展起来的一种新型主动安全控制技术,它能够改善汽车的牵引性、操纵性和稳定性。文章主要介绍汽车驱动防滑控制系统的基本原理和典型结构,分析了汽车驱动防滑控制系统可能采用的各种控制模式及其实现的可行性,并对汽车驱动防滑控制系统研究与开发的关键技术进行分析与探讨。     

基于逻辑门限控制的汽车ABS仿真分析

为了提高制动稳定性,结合汽车ABS控制原理在MATLAB/Simulink环境下采用逻辑门限控制方式建立ABS液压控制模型,以车轮滑动率和车轮角速度作为逻辑门限参数,设定门限值,通过液压调节装置实时控制制动力的大小,防止制动时车轮抱死拖滑。为验证设计效果,同时搭建未装ABS系统的单轮汽车控制模型,在相同制动条件下进行仿真分析。结果表明:采用逻辑门限控制方式的汽车模型具有较好的实时性,制动时ABS系统可以使车轮滑动率一直维持在20%左右;与未装ABS系统的单轮汽车模型相比,制动距离缩短了13.02%。     

基于虚拟仿真技术的汽车底盘综合控制系统研究

在ADAMS/Car中建立了轿车底盘多体动力学模型,并应用ADAMS/Mechatronics模块建立ABS＋ESP综合控制系统,然后通过ADAMS/Mechatronics模块与MATLAB/Simulink接口实现联合仿真。通过几种行驶工况下对汽车底盘综合控制系统的仿真实验,表明利用ADAMS/Car和MATLAB软件可以进行汽车底盘综合控制系统的联合仿真试验,提高了车辆的操纵稳定性和主动安全性,并为以后的研究提供了参考。     

基于有限状态机的智能车辆交叉口行为预测与控制

提出一种智能车辆交叉口行为预测与控制方法. 建立交叉口车辆行为预测的有限状态机(FSM)模型,对交叉口其他车辆的行为进行预测. 构建应用于智能车辆的混合状态系统,引入有限状态机模型,结合智能车辆交叉口安全条件运行规则,实现智能车辆离散状态分析及车辆控制. 运用PreScan和Simulink/Stateflow实现交叉口联合仿真. 结果表明,该方法可以使智能车辆安全地通过有其他车辆通行的交叉路口.      

基于AADL的汽车防滑控制系统可调度性分析

针对设计阶段难以对汽车防滑控制系统进行可调度性分析的问题,利用AADL为该系统建模.根据实时系统中任务调度与线程、计算时间、处理器性能之间的关系,在任务数不变的情况下选取不同性能的处理器,通过OSATE对该系统模型进行分析.结果表明此方法可有效解决这一问题,该建模方法为系统的可调度性分析和优化设计提供了一条新的途径.     

三轴重载汽车转向制动协同控制仿真分析

为提高三轴重载汽车在转向制动工况下的安全性能,基于TruckSim汽车仿真软件,搭建了三轴重载汽车整车模型。对三轴汽车在转向制动工况下的力学特性进行了分析,基于分析结果设计了削减制动力的三轴汽车转向制动协同控制器。对于车辆处于不足转向的情况,设计了滑移率分配的模糊控制器。采用TruckSim与Simulink联合仿真,对ABS控制和协同控制在转向制动工况下的控制效果进行了探讨。仿真结果表明,在转向制动工况下,与ABS控制器相比,协同控制器提高了三轴重载汽车转向制动工况下的操纵稳定性和制动安全性。     

基于遗传算法的主动油气悬架分层控制

根据主动油气悬架系统执行机构的动态特性,采用分层控制策略设计了有限带宽主动油气悬架系统上、下层控制器.基于遗传算法(GA)对模糊PID上层控制器的参数进行了优化设计,通过在线评价车辆动力学指标,决定是否启动GA在初期最优可行域附近优化当前上层控制器参数,以保证车辆在行驶路况或自身参数变化等情况下仍获得较好的控制效果.将搭建的主动油气悬架系统控制模块施加于整车多体系统动力学模型进行联合仿真计算,结果表明,所设计的主动油气悬架系统可显著改善车辆行驶平顺性,并且具有较强的鲁棒性和自适应能力.