基于车轮减速度及滑移率的ABS联合仿真研究

将多体系统动力学与智能控制理论相结合对汽车制动防抱死控制系统进行了研究,利用ADAMS/CAR建立了汽车整车的多体力学模型, 模型包含了前后悬架、动力总成,转向系统,稳定杆,制动系,轮胎力学模型以及车身,同时也考虑了轮胎、衬套、弹簧、减震器等部件的非线性,准确地表达了车辆的动态特性;利用Matlab/Simulink建立了车轮减速度及滑移率的双门限控制ABS模型,利用ADAMS/Control接口进行模型的集成、协同仿真,并将仿真结果与常规制动时的仿真结果进行了比较和分析,仿真反映出双门限值控制在整车制动防抱死控制系统上的应用效果,结果表明该控制算法实用性较强.     

基于有限状态机理论的ABS模糊控制仿真研究

在分析汽车防抱死制动系统传统控制方法以及汽车稳定性控制系统集成控制基础上,提出了基于滑移率的模糊控制方法.利用Matlab的模糊工具箱建立了模糊控制系统;搭建了基于Simulink的7自由度车辆模型、Dugoff轮胎模型和压力调节单元模型;基于有限状态机理论的控制输出模型,在此模型搭建的环境中完成了单一路面和对接路面仿真.仿真结果表明:基于Matlab/Simulink/Stateflow的ABS仿真系统能很好的模拟车辆制动过程;基于滑移率的模糊控制方法能将滑移率稳定控制在理想值,为车辆稳定性系统集成控制提供了必要接口;能有效地缩短制动距离,提高车辆的方向稳定性,对路面的突变具有很好的适应性.     

基于电控柴油机、TC+AMT及制动的TCS研究

针对某4×2车辆,设计了基于电控柴油机、TC AMT及驱动轮独立制动联合控制的牵引力控制系统的方案,并提出了控制策略。建立了动力传动系统、整车等数学模型。在Matlab\Simulink环境下搭建了仿真模型,并对典型工况进行了仿真分析。结果表明所提出的牵引力控制策略能够使柴油机、TC AMT及制动系统的控制有机结合,有效地改善车辆在弱附着路面上的起步加速能力。     

基于MATLAB/Simulink机器人鲁棒自适应控制系统仿真研究

介绍了一种在MATLAB/Simulink环境下进行机器人鲁棒自适应控制系统仿真的方法,利用Matlab软件强大的数值运算功能,将系统模型用Matlab语言编写成M-Function(或S-Function)文件,通过User-Defined-Function模块嵌入到Simulink仿真环境中,可以充分发挥Simulink模块实时的动态仿真功能,简化仿真模型的设计,修改和调整。基于M-Function建立机器人系统模型的方法可以推广到其他复杂控制系统的建模,SimMechanics在建立多自由度连杆机器人受控对象仿真模型时,简单可靠。     

AUV发动机的ADAMS/MATLAB联合仿真研究

通过对自主式水下航行器(AUV)双曲面凸轮式活塞发动机的剖析,基于ADAMS和UG得到发动机虚拟样机模型,基于MATLAB及Simulink工具箱建立了发动机的控制模型,基于ADAMS/Control模块与Matlab/Simulink接口得到联合仿真模型,使用发动机实车相关数据验证了模型的准确性.通过联合仿真得到发动机关键部件的运动曲线、受力情况和关键部件之间的间隙对运动与受力的影响,并指出了间隙上限.仿真结果表明该方法可行、有效、实用,为水下航行器发动机的设计和优化提供了理论依据和一种现代化方法.     

基于ADAMS的移动机器人滑移量重建与补偿控制

主要研究利用基于ADAMS的虚拟样机技术重建移动机器人在不同路面条件下的滑移量,并进行滑移补偿控制的问题.首先利用机械系统动力学分析软件 ADAMS 创建轮式机器人的整体模型(包括车体模型、路面环境模型以及轮胎模型).利用此模型在 ADAMS 环境中进行仿真,模拟在不同路面条件下移动机器人的滑移效果,并根据机器人的运动学特性重建出不可测的滑移量.将滑移量传递给控制器参数设计出滑移补偿控制器,并进行了ADAMS与MATLAB联合仿真.仿真效果表明该控制器可以有效地补偿滑移效果,改善移动机器人在滑移状态下的控制精度.     

基于Simulink和OPNET的NCS联合仿真平台的设计与开发

一款优秀的仿真平台是网络控制系统(NCS)的研究过程中十分重要的部分.现有的网络控制系统仿真平台已经难以满足需求.为了克服已有仿真平台的不足,提出了基于Simulink和OPNET的NCS联合仿真平台.利用了MATLAB引擎技术和命令行仿真技术,设计了联合仿真同步机制将Simulink和网络仿真软件OPNET有机结合,并详细阐述了该平台开发的关键技术.该联合仿真平台利用Simulink产生控制系统模型,利用OPNET模拟网络环境,增强了 NCS仿真的灵活性和有效性,实现了对网络控制系统的实时仿真.最后,通过在无线网络环境下的仿真分析了信道中信噪比对系统稳定性的影响,从而验证了该联合仿真平台的有效性.     

车辆半主动悬架的模糊控制

建立了履带式车辆1/2车半主动悬架控制的状态方程模型。提出一种了半主动悬架模糊控制规则的产生方法。设计了1/2车半主动悬架的模糊控制系统。仿真分析表明,所提出的模糊控制规则无论对随机路面输入还是确定性路面输入都具有良好的适应性。     

基于ADAMS和Simulink联合仿真的ABS控制算法研究

为了减少车辆控制系统的开发时间和费用，联合仿真方法受到越来越多的重视。它结合了不同软件的优点，可以在设计阶段验证控制算法对车辆性能的影响。建立了ADAMS和Simulink的联合仿真模型，在各种工况下对防抱制动系统（ABS）的常用控制方法——逻辑门限值方法进行了验证。仿真结果与实验数据进行了对比，证明联合仿真方法对ABS系统设计切实可行。该方法大大提高了ABS匹配的效率。     

基于多自由度模型的汽车ASS与EPS集成控制研究

为提高汽车转向行驶时的乘坐舒适性和操纵稳定性,建立了汽车电动助力转向系统(EPS)的多刚体动力学模型和多自由度的包含主动悬架系统(ASS)的整车动力学模型,根据转向和悬架两个系统之间的运动耦合关系,设计了EPS和ASS集成控制系统,对EPS采用了PID控制策略,ASS采用了预测控制策略.在MATLAB环境下的仿真结果表明:集成控制方法能够有效的改善车辆的操纵稳定性及平顺性,其控制效果优于单独控制.     

基于多体理论的履带车辆半主动悬挂仿真研究

在多轮车辆悬挂系统线性振动模型基础上，证明了悬挂最优阻尼比的存在。提出了统计意义上的最优阻尼控制策略，此即为履带车辆悬挂半主动控制的理论基础。通过基于多体动力学理论的虚拟样机方法对某型履带车辆整车悬挂系统进行了仿真研究，结合“机械系统＋控制系统”联合仿真技术。对比了该车分别采用被动悬挂和半主动悬挂时的动力学特性，得出了该履带车辆采用半主动悬挂可显著降低车辆振动加速度，提高车辆乘坐舒适性的结论。     

主动悬架LQG控制器设计

把最优控制理论运用到主动悬架的控制策略中，通过车辆模型和控制系统的建立，进行了线性二次型最优控制器的设计，并且在输入一路面白噪声的情况下用Simulink进行了模拟仿真，仿真结果有效地证明了用LQG方法控制的主动悬架在改善汽车的平顺性和操纵稳定性上有良好的效果。     

汽车ASS与EPS分层协调控制

以提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性为出发点,建立了汽车ASS与EPS的整车动力学模型,提出了一种汽车ASS与EPS集成控制的方法。分别设计了ASS子系统模糊控制器与EPS子系统模糊控制器,利用分层协调控制思想建立了上层协调控制器,对两个子系统进行协调控制。仿真结果表明：采用分层协调控制策略控制的ASS与EPS集成系统可使车身垂直加速度、车身俯仰角、横摆角速度、车身侧倾角等性能参数得到优化,汽车行驶平顺性和操纵稳定性有明显改善,提高了整车综合性能。

Abstract：

Vehicle dynamics model of ASS and EPS was built.A coordination control method of vehicle ASS and EPS was presented to improve vehicle ride performance and handling stability.ASS controller and EPS controller were designed separately.The controller of ASS was designed using fuzzy logic control theory and the EPS system was designed using fuzzy logic control theory too.In order to coordinate the two subsystems,an upper coordination controller was set up based on an idea of delaminating control.The simulation results show that layered coordination control strategy can optimize the vehicle performance parameters and the vehicle integrated performance is improved obviously.     

主动悬架的直线电机作动器控制系统研究

将直线电机的直接推力控制方法运用于主动悬架控制系统,分别设计了主动悬架最优控制器和直线电机直接推力控制器,两个控制器结合成为主动悬架的电磁作动器控制系统。建立了1/4汽车主动悬架模型,利用Matlab/Simulink进行仿真,结果表明直线电机作动器能根据车身的振动主动输出相应的电磁力,因此直线电机直接推力控制运用于主动悬架控制系统是可行的。     

四自由度汽车磁流变半主动悬架最优控制研究

应用汽车行驶动力学理论,以1/2汽车悬架模型为研究对象,建立四自由度汽车磁流变半主动悬架动力学方程和空间状态方程,设计了半主动悬架线性二次型最优控制器及控制算法,提出了汽车振动速度分段式磁流变半主动悬架最优控制策略。在SIMULINK软件中建立悬架仿真模型,仿真分析磁流变半主动悬架最优控制效果,仿真结果表明,汽车磁流变半主动悬架应用最优控制算法和分段控制策略可以降低车身垂向振动加速度和车身俯仰角加速度,提高了悬架平顺性。     

基于多体动力学理论的履带车辆悬挂特性仿真研究

采用实体建模的多体系统动力学方法，以某型履带车辆为例，建立了整车实体模型，分析了悬挂系统的非线性特性，并建立了悬挂系统模型。通过该型车辆的变悬挂参数仿真，分析了履带车辆整车模型的动力学特性。数值仿真和现场试验结果的对比表明，采用多体动力学方法研究车辆悬挂特性具有很高的可信度。通过对车辆乘坐舒适性的研究，得出了悬挂参数应随工况而改变（即采用阻尼可调式半主动悬挂）可改善车辆乘坐舒适性的结论。该模型能真实反映车辆行驶时的动力学特性，其建模方法还可以应用于类似车辆的动力学特性研究。     

车辆弯道变速行驶时的纵横向耦合控制研究

车辆弯道变速行驶时，纵横向运动存在强烈的动力学耦合效应，通过纵向和横向单独控制很难取得比较理想的控制效果。为了实现复杂工况下车辆自动跟踪控制，建立了纵横向耦合车辆模型，主要包括整车模型、传动系统模型和轮胎模型，根据滑模控制以及动态表面控制理论，研究了车辆在弯道变速行．驶工况的动力学藕合控制问题，提出了一种基于滑模和动态表面控制的纵横向耦合组合控制器，仿真结果表明该耦合控制器具有较强的鲁棒性，其纵横向跟踪性能优于无耦合补偿的控制器。     

车辆半主动悬架系统模糊神经网络控制研究

悬架系统对车辆平顺性具有重要的影响,通过预瞄控制在后轮处提前预测路面不平度,用于解决半主动悬架模糊神经网络控制存在的时滞问题。建立了1/2车辆模型和路面输入模型,设计了基于预瞄控制的半主动悬架模糊神经网络控制结构,并进行了白噪声输入仿真分析。结果表明：预瞄控制后的车身加速度峰值和标准差比被动系统分别减少了61.61%和44.28%,比模糊控制的悬架系统分别减少了21.23%和21.20%;预瞄控制后的质心加速度峰值和标准差比被动系统分别减少了35.21%和57.81%,比模糊控制的悬架系统分别减少了7.83%和20.10%。后轮处车身加速度和质心垂直加速度均有明显减小,较好改善了悬架系统适应道路的性能,有效缓和了车辆的振动和提高了汽车的行驶平顺性。

Abstract：

Suspension system has important effect on vehicle ride comfort.Wheelbase preview control method could be used to forecast the road surface roughness at the front wheel,and to be used to solve the delay problem in fuzzy neural network controlled semi-active suspension system.The 1/2 vehicle model and road input model was established,and the fuzzy neural network control structure based on wheelbase preview control theory was designed.The white noise input simulation was carried out and the results show that the peak and standard deviation of body acceleration are separately decreased by 61.61% and 44.28% compared with passive suspension system,and are 21.23% and 21.20% compared with fuzzy controlled suspension system;on the other hand,the peak and standard deviation of vertical acceleration at CG are separately decreased by 35.21% and 57.81% compared with passive suspension system,and are 7.83% and 20.10% compared with fuzzy controlled suspension system.The body vertical acceleration at rear wheel and the vertical acceleration at CG are significantly decreased to adapt to the suspension performance,which helps to effectively easy the vehicle vibration and to improve the vehicle ride comfort.     

考虑传感器故障的磁浮系统容错控制仿真研究

为了提高磁浮列车悬浮系统的可靠性,针对磁浮列车单点悬浮系统模型,设计了一种基于切换策略的主动容错控制器,在传感器故障发生后,通过辨别故障后系统所处的模态,快速将控制器切换到针对当前故障离线设计的控制律,使得故障系统基本维持正常系统的静态和动态性能,最后对设计的容错控制器进行了仿真分析和实验对比验证。