四轮转向直接横摆力矩鲁棒集成控制仿真研究

将四轮转向与直接横摆力矩相结合,考虑模型摄动优化权函数抑制外扰,基于模型跟踪设计μ综合鲁棒集成控制器.采用J-turn操纵方式高速下验证控制器的鲁棒性,比较前轮转向直接横摆力矩,四轮转向与四轮转向直接横摆力矩三种车辆控制系统的操纵性能,仿真表明设计的四轮转向直接横摆力矩集成μ综合控制器更能有效地提高车辆闭环系统的鲁棒性,抵制外部扰动的鲁棒稳定性,且避免了H∞控制器的保守性.     

基于Matlab的四轮转向车辆操纵稳定性仿真研究

建立了四轮转向车辆操纵动力学模型，详细地描述了在Matlab环境下四轮转向车辆操纵稳定性的动态仿真过程，研究了转向的稳态和瞬态响应特性及其控制参数的影响，并与传统前轮转向车辆进行了比较分析．最后以零侧偏角为目标对控制参数进行了优化．研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计和控制律提供理论依据。     

四轮转向半挂汽车列车横向稳定性仿真分析

引入Gim轮胎模型建立了四轮转向半拦汽车列车的非线性动力学模型.以零侧偏角为控制目标确定半挂汽车列车牵引车后轮转角.以建立的四轮转向半挂汽车列车非线性动力学模型为基础,采用数值不同的两种前轮转角输入,借助Matlab/Simulink仿真环境,对其运动规律进行时域仿真.仿真结果表明,高速时基于牵引车后轮转角的半挂汽车列车明显改善了车辆的操纵稳定性,且能在大前轮转角的情况下保证半拦汽车列车的稳定性.研究结果可为四轮转向半挂汽车列车操纵稳定性的优化及系统设计提供理论依据.     

四轮线控转向横摆角速度反馈控制策略研究

为了改善传统四轮转向系统的不足,研究了四轮线控转向系统的横摆角速度反馈控制策略。后轮进行横摆角速度反馈使稳态质心侧偏角极小,并且将车辆横摆和侧偏运动解耦;前轮进行横摆角速度反馈,通过调整反馈系数来预定横摆运动的时间常数,增加转向增益,改善横摆角速度的响应特性。阶跃响应和频率响应等的仿真结果表明,提出的四轮横摆角速度反馈控制策略改善了传统四轮转向的不足转向趋势,缩短了反应时间,提高了驾驶员精确控制车辆的能力,从而提高了操纵稳定性。     

基于控制分配的轮毂电机驱动电动车稳定性控制仿真研究

根据四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动/制动力矩独立可控的特点,采用层次化结构的控制分配方法优化分配驱/制动扭矩来提高车辆的操纵稳定性.控制器由运动控制器和控制分配器组成,其中运动控制器根据车辆状态产生所需总的纵向力和横摆力矩,控制分配器优化分配各轮上的驱/制动扭矩,同时考虑了各种执行器的约束条件.仿真结果表明:采用层次化结构的控制分配方法能充分利用了垂直载荷较大的轮胎摩擦圆,提高车辆的操纵稳定性.     

多轴汽车双相位转向性能分析

为满足多轴汽车低速机动灵活性和高速操纵稳定性,利用行星齿轮系统设计了基于转角传感型的双相位转向机构,并在ADAMS/VIEW中建立了五轴车辆的多体动力学模型,进行了同相位角阶跃输入响应分析,逆相位转弯半径和行驶阻力分析。结果表明:采用双相位转向后,高速行驶时,横摆角速度的峰值减小69.5%、稳定值减小69.1%;低速行驶时,转弯半径减小21.4%,并且行驶阻力也大幅度降低,从而改善了多轴汽车的转向操纵性能。     

混合动力汽车操纵稳定性模糊控制仿真研究

通过研究混合动力汽车操纵稳定性控制对电机回馈制动系统的要求及对相关工作状态进行分析,针对混合动力汽车设计了一种新颖的电机回馈制动与液压制动复合混合动力汽车操纵稳定性模糊控制系统,并讨论了前馈补偿控制器、模糊控制器、电机回馈制动协同控制器的设计与协同控制策略.以变道工况、高速转向工况及紧急制动工况为例,进行了混合动力汽车操纵稳定性控制试验研究,结果表明该操纵稳定性控制系统使车辆在以上工况运行时能够迅速、准确、安全地按照驾驶员的意图行驶,制动性能良好,而且在道路条件和行驶条件改变时具有较强的适应性和鲁棒性.     

基于MATLAB仿真的车辆转向稳定性控制策略

为研究某半主动悬架车辆的转向稳定性,提出了悬架阻尼BP神经网络PID控制技术.以理想的横摆角速度和实际的横摆角速度误差作为控制目标,对车辆实行转向横摆稳定性闭环控制.通过控制车辆的横摆角速度来分析悬架阻尼变化对车轮垂直载荷及侧倾的影响,针对单移线转向和阶跃转向两种典型工况,应用MATLAB软件进行了仿真.结果表明,在高附着路面上,可以通过控制悬架阻尼来控制车辆的横摆和侧偏运动,当前悬架阻尼增加后悬架阻尼减小时,车辆前后轴左右车轮的载荷转移明显减小,从而能有效抑制车辆的过多转向特性,为改善操纵稳定性提供一种新控制方法.     

五轴汽车同相位程度对转向性能的影响分析

根据多轴汽车轴数较多,转向控制复杂的特点,提出了以汽车转向中心与第1轴的距离D以及前轮偏转角作为输入控制变量,基于阿克曼定理实现全部车轮绕同一瞬时转向中心做圆周运动,通过改变D值实现多种相位的转向模式。在此基础上利用ADAMS建立了5轴汽车的动力学模型,利用Simulink建立了控制策略,进行了不同D值、不同车速的角阶跃转向响应仿真,发现多轴汽车在高速行驶时后轮采用同相位参与转向,可以降低横摆角速度,提高操纵稳定性,并且在进行同相位转向时,D值对操纵稳定性有较大影响,选择合适的D值可以提高汽车的转向安全性或操纵灵敏性。     

基于AFS与DYC集成控制提高车辆操纵稳定性的研究

为提高车辆的操纵稳定性,基于线性矩阵不等式方法(LMI)计了集成车辆前轮主动转向(AFS)与直接横摆力矩控制(DYC)的底盘鲁棒模型匹配控制器(R-MMC).由于反馈控制变量车身侧偏角在车辆行驶过程中很难测量,还设计了车身侧偏角滑模观测器(SMO).通过在Slalom和μ-split 极限工况下的仿真试验,验证了底盘集成控制器可以显著提高车辆的操纵稳定性和主动安全性,且滑模观测器在幅值和相位上都能准确跟踪车身侧偏角实际值.     

汽车半主动悬架整车协调控制策略

为了实现对汽车垂向、俯仰和侧倾方向振动的协同控制,提出一种半主动悬架整车协调控制策略。该策略中模糊PID控制器根据车身垂向、俯仰和侧倾方向的振动状态预估出相应的3个期望调整力;通过设计的带有前后轴调控参数的力协调器和转向控制策略,将期望调整力协调到4个磁流变阻尼器并输出可调阻尼力,实现对汽车3个方向振动的协调控制。连续不平路况和离散冲击路况下的试验结果表明,整车的平顺性和操纵稳定性都得到了提高,同时有益于汽车的中性转向。     

提高车辆主动安全性的模型参考变结构控制方法

基于李亚普诺夫函数设计了模型参考变结构控制器,该控制器通过产生主动横摆力矩迫使车辆的响应跟踪参考模型的理想输出,从而提高了车辆的主动安全性.用该控制模型计算了车辆在正弦输入和阶跃输入时的横摆角速度以及车辆质心的侧偏角响应,仿真计算结果表明控制车辆的横摆力矩能够有效改善车辆的横摆角速度、质心侧偏角响应,并且该控制器能更好的适应车速和路况的变化,鲁棒性强.     

提高汽车操纵稳定性的控制器设计

为提高汽车操纵稳定性,设计了一种新颖的两级分层操纵稳定性控制系统。分级控制系统的第一层是一基于线性矩阵不等式的鲁棒模型匹配控制器。当汽车处于不稳定行驶状态时,该控制器优化稳定整车操纵性的横摆控制力矩,并根据该横摆力矩计算目标控制车轮的滑移率。控制系统的第二层是一移动滑模控制器。该控制器可以在预定的时间内精确地跟踪第一层控制器输入的参考滑移率,并对目标控制车轮施加制动力矩来达到稳定汽车操纵性的目的。在各种极限行驶状况下的仿真试验表明,该控制器可以有效地提高汽车操纵稳定性,而且该控制器对不同车速,各种附着系数的路面和车辆物理参数的变化具有很好的鲁棒性。     

用于汽车操纵稳定性模拟的虚拟现实平台的研究

运用虚拟现实技术建立了一套桌面虚拟现实系统来进行汽车操纵稳定性的研究。首先按照汽车操纵稳定性的要求建立了相关的虚拟试验场景以及汽车操纵稳定性的动力学模型。在此基础上,利用Matlab/Simulink及其虚拟现实工具箱构建了实现汽车操纵稳定性仿真可视化的桌面虚拟现实系统。最后进行了基于虚拟现实的汽车操纵稳定性仿真。结果表明该桌面虚拟现实系统基本能够实现对汽车操纵稳定性的研究,同时该系统提供了新的评价和分析汽车操纵稳定性的工具。     

基于粒子群优化算法的汽车EPS系统参数优化设计

电动助力转向系统（EPS）与汽车性能的协调是其装车时考虑的首要因素之一。应用多体动力学软件ADAMS建立电动助力转向及汽车动力学模型,提出兼顾转向轻便性和汽车侧向行驶稳定性的目标函数。基于粒子群优化算法（PSO）对EPS系统参数进行优化,得到最优解。最后,进行仿真分析和实车试验。结果表明,EPS参数全局优化后,转向盘操纵力矩峰值降低32.2%,侧向加速度峰值降低29.1%,最大超调量降低41.5%,汽车转向轻便性和侧向行驶稳定性均得到明显改善。     

制动过程的主动转向干预控制

主动转向(AFS)能够提高车辆的转向跟随性和车辆的稳定性能,同时还能够产生额外的侧向力,抵御制动过程中由于制动力的不对称分配所引起的横摆及侧倾。首先基于主动转向的机构及制动过程建立了转向模型及车辆模型,并在该模型控制的设计中,利用横摆角速度和侧偏角反馈提高车辆的稳定性。同时,为了得到最佳的输出反馈增益矩阵,采用线性[0]二次型调节器(LQR-line quadratic regulator)进行最优控制。通过制动过程中主动转向的干预作用的MATLAB仿真,以及没有转向干预控制的制动过程试验与仿真的对比,表明主动转向无需驾驶员的额外干预,通过电机的主动补偿提高车辆的侧向稳定性,同时还能够影响车辆的纵向动力学过程,缩短制动的有效距离。