基于RBF神经网络的ABS滑模变结构控制研究

针对汽车制动过程中防抱死制动系统(ABS)具有的非线性、时变性和不确定性,设计了以最佳滑移率为目标的滑模变结构控制器,并且采用径向基神经网络(RBF)实时调整滑模变结构控制器参数,以削弱常规滑模变结构控制的抖振现象。利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建单轮车辆制动模型,并进行ABS控制策略的仿真实验。仿真结果表明:在指定路面上制动时,基于RBF神经网络的滑模变结构控制策略能够有效削弱常规滑模变结构控制输出的高频抖振,并能使车辆具有良好的制动效果。     

基于EMB系统的整车ABS滑模变结构控制

相对于传统的液压式或气压式制动系统,电子机械式制动系统因具有结构简单、响应时间短以及制动效率高等优点正受到越来越高的重视.在设计出一套电子机械式制动装置模型的基础上,提出了一种适合安装有电子机械式制动系统的整车制动防抱死滑模变结构控制器.通过动力学仿真软件Carsim建立整车仿真模型,并与Simulink进行联合控制仿真.将仿真结果与传统的基于逻辑门限值控制的液压制动器制动性能进行比较,验证了滑模变结构控制方法在安装有电子机械式制动系统的整车制动防抱死系统上的有效性及制动性能的优越性.     

分布式电驱动汽车AFS与电液复合制动集成控制

针对分布式电驱动汽车,以实现车辆主动安全性同时兼顾制动能量回收为目标,提出一种主动前轮转向(AFS)与电液复合制动集成的控制策略.AFS控制器采用滑模变结构控制,滑移率控制器采用滑模极值搜索算法,基于分层结构(上层为期望制动力矩计算模块,中层为考虑执行器带宽的动态控制分配模块,下层为电机与液压复合执行器),并考虑位置与速率约束.转向制动时,考虑车辆纵向动力学对侧向动力学的影响,引入前轮转角对滑移率控制律进行了修正.在MATLAB/Simulink中建立七自由度整车模型,对控制算法进行了验证.结果表明:分离路面直线制动时,所提出的控制策略可以同时保证制动能量回收和制动方向稳定性;转弯制动时,可以更好地跟踪理想横摆角速度,提高了车辆的侧向稳定性.     

基于半车模型的ABS滑模变结构控制仿真研究

由于汽车轮胎动力学的非线性,对防抱死制动系统采用了滑模变结构控制方法进行控制,滑模控制能较好地解决非线性系统的控制问题,但其固有的抖动会影响控制效果.本文采用一种基于指数趋近律的滑模控制方法,针对两轮车辆的防抱死制动系统设计了滑模控制器,并在Matlab/Simulink里进行了仿真.仿真结果表明了该策略的可行性和有效性,并且能较好的抑制控制系统的抖动现象.     

基于RBF神经网络的汽车ABS滑模控制器的设计

针对汽车防抱死制动系统(ABS)在快速性及鲁棒控制方面的要求,采用基于径向基函数神经网络的方法设计了汽车ABS的滑模控制器.该方法能够削弱常规滑模控制所引起的抖动现象,也能提高单纯的神经网络自适应控制的鲁棒性能.利用MATLAB中的SIMULINK仿真工具,对车辆在干路面条件下的制动情况进行了仿真研究,验证了所设计的控制方案在汽车ABS应用中的可行性和有效性.     

基于制动意图的线控制动系统滑模变结构控制

针对线控制动系统的不确定性和非线性问题,提出将制动强度与制动意图联系起来作为对线控制动系统整体控制的基础,建立了1/2车辆动力学模型及线控制动系统模型;将路面、制动踏板开度及其变化率作为识别器输入,建立了基于神经模糊系统的制动意图识别器;离线求解出不同路面上制动强度与最优滑移率的关系,应用改进滑模变结构控制方法,结合路面识别方法对线控制动系统在Simulink与Carsim中进行联合仿真。仿真结果表明,在不同的路面上,考虑驾驶员制动意图和制动强度的滑模变结构控制方法可以快速稳定地追踪目标滑移率,且具有很强的适应性。     

一种基于μ-S模型的最佳滑移率辨识估计器设计

为了使基于滑移率识别的汽车防抱死控制器实现最优控制，在Kiencke μ-S模型的基础上，利用改进遗忘因子递推最小二乘算法设计了最佳滑移率辨识估计器，并将辨识估计器的最佳滑移率和峰值附着系数估算结果与Burckhardt μ-S模型下的结果进行了对比.将辨识估计器应用于汽车防抱死制动系统的模糊滑模控制器中，在单一路面和跃变路面条件下进行仿真实验.实验结果表明，辨识估计器的误差小、延迟小，基于最佳滑移率识别的防抱死控制器能实现最佳滑移率的在线辨识和快速追踪，有效提升制动效能.     

一种优化的变结构汽车防抱死控制器设计

针对常规指数趋近律变结构控制的抖振,提出一种改进型指数趋近律变结构控制方法,并应用于汽车防抱死制动系统(ABS)的控制器设计.应用MATLAB/Simulink 建立仿真模型,验证该控制器的有效性,并给出单一路面和跃变路面的仿真结果.研究结果表明,汽车ABS的改进型指数趋近律的变结构控制能有效减小抖振,且保持常规变结构控制的鲁棒性和快速响应性.     

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.     

刮板输送机功率平衡的滑模变结构控制策略

针对刮板输送机工作面在复杂的工况条件下导致首尾双机功率不平衡问题,采用基于滑模变结构的直接转矩控制方法,根据电动机的结构原理建立数学模型,得到刮板输送机首尾电机电磁转矩状态方程,通过设计滑模切换函数和滑模控制规律,得到滑模控制函数.利用Matlab对刮板输送机首尾电机转矩控制器进行仿真分析,仿真结果表明:基于滑模变结构的控制器能有效的控制首尾电机电磁转矩,实现到刮板输送机首尾电机功率平衡快速、平稳及精确自动调整.     

非对称路面对制动效能影响的仿真分析

针对传统制动性能分析并未涉及路面因素,提出将路面激励非对称度作为制动性能影响因子,利用Carsim联合Simulink对非对称路面下车辆制动效能进行仿真分析。以典型路面激励作为参考基准,在Simulink中构建路面激励可控的车辆制动模型。为保证前后车轮能够以相同概率遍历同一路面,依据车速和轴距确定时间延迟;根据模型计算出的当量方向盘转角界定非稳态制动跑偏,对不同路面激励下的制动减速度、制动距离进行仿真分析;并对路面激励的相关系数与跑偏车速以及制动衰减时间之间的关系进行分析。结果表明:在车速一定情况下,路面的非对称度与制动减速度波动性正相关,与制动距离负相关,且左右路面存在非对称度时,车辆更容易达到非稳态跑偏的临界车速,制动衰减时间与跑偏车速对相关系数在0~0.2内的路面激励特别敏感。     

工程车辆制动性能与提高

分析了车辆的制动过程,阐述了制动力矩、制动减速度与地面附着系数之间的关系.针对工程车辆低速、重载、制动频繁的工况特点,提出了使用防抱装置提高制动效能的必要性.     

复杂路况下高速行驶汽车防抱死制动系统滑移率最优跟踪控制

为了研究在复杂路况下高速行驶汽车能稳定制动的控制策略,基于防抱死制动系统(ABS)滑移率非线性动力学模型,以滑移率误差及其变化率综合最优为控制目标,利用极小值原理推导出制动时最优滑移率的解析解,进而利用制动减速度、制动车速、车轮角速度等反馈信号,在无需复杂路况附着系数信息的前提下,计算制动控制扭矩,建立ABS滑移率最优跟踪控制方法.利用Matlab/Simulink软件,对不同复杂行驶路况下目标滑移率的最优跟踪控制效果进行了仿真验证,发现实际滑移率均能在任意规定的时刻与目标滑移率同步;而同步过程的滑移率误差仅取决于滑移率误差权值与误差变化率权值的比值和制动初始时刻的滑移率误差.所建立的控制方法能保证在复杂路况行驶的任意时刻较为快速、精准、稳定地完成最优制动控制.     

基于EPBi系统的动态制动控制策略设计

为避免车辆在主动制动系统失效后,采用驻车制动系统制动时发生后轮抱死甩尾、侧翻等危险情况,提出了一种基于集成式电子驻车制动(EPBi)系统的动态制动控制策略.根据EPBi系统的相关特性,确定了卡钳的控制方式.结合实际路况,实现了智能化的控制方式,同时在装备了EPBi系统的实验车辆上对控制策略进行了各种路况下的实验验证.实车验证结果表明:所提出的动态制动控制策略满足企业和国家相关标准要求.     

基于路面识别的重载车ABS控制与硬件在环试验

建立了整车多体动力学模型,提出了路面附着系数估计算法,在Matlab/Simulink中搭建了路面识别模块和ABS制动模块以及制动压力模块,应用自适应的控制策略对整车的制动性能进行仿真分析.在三轴汽车底盘实验台上进行了硬件在环测试,验证了含有路面识别的ABS控制系统的车辆制动距离明显小于无路面识别的ABS控制系统的车辆制动距离,具有良好的自适应性和控制精度.     

防抱制动系统转鼓试验台架的研制

文中设计并研制的防抱制动系统转鼓试验台架可以对车轮转速、车身速度、垂直载荷、制动管路压力、制动器扭矩等参数进行测量 ,并对由此衍生出的车轮角加速度及减速度、滑移率、地面附着系数、地面制动力等参数进行推算 同时设计了单轮防抱死系统 ,在此台架上进行了试验 ,达到了较好的效果     

ABS四轮车辆的Matlab/Simulink建模与仿真

建立了一种四轮车辆制动防抱死系统(ABS)的车辆模型、轮胎模型、路面状况模型和轮速传感器模型，嵌入了气压制动系统和ABS控制逻辑模拟；采用Matlab／Simulink模拟了汽车在直线制动，转弯制动和不同附着系数路面制动的运动状态，为ABS产品的开发提供了依据．     

基于线控制动的轮胎与地面附着系数实时检测

轮胎与地面间的附着系数是影响车辆安全性能的重要因素.在理论分析的基础上,提出了基于线控制动的路面附着系数检测方法,利用踏板位置传感器估计制动器制动力,采用MMA6260Q加速度传感器检测车辆制动减速度,由制动器制动力与地面制动力判断轮胎运动状态,根据车辆载荷转移公式得到车轮法向载荷,获得进入滑动区域的利用附着系数,并由此得到地面附着系数.分析显示该检测方法可以较准确地识别轮胎与地面附着系数,具有一定的实用价值.     

单轴并联式混合动力城市客车再生制动挡位决策

设计一种串并混联式复合制动踏板方案,并针对该方案制订再生制动阶跃式制动力分配曲线.分析了影响再生制动效率的多种因素,提出运用序列二次规划(SQP)算法优化挡位决策和电机输出扭矩以解决再生制动中回收效率与制动力分配曲线和电机转速的矛盾.在Cruise和Matlab/Simulink联合仿真平台下,建立了单轴并联式混合动力传动系统整车模型,基于欧洲公交客车循环工况(UDC)进行了仿真研究.结果表明,电池荷电状态(SOC)比采用传统双参数换挡规律提高了近1.5%.进行了三种典型制动工况下实车试验,取得了与仿真结果相吻合的试验结果,其中正常制动工况下的能量回收率比传统双参数换挡策略提高了近11.00%.     

一种用于气压制动系统的检测试验台

为保证汽车制动稳定性,减小或消除前后制动器制动的时间差,合理布置气制动系统的制动管路和优选制动系统的相关部件及总成非常重要.为此,研制了由微机控制的气制动系统检测台架试验台;该试验台由压力传感器、信号放大器、数据采集系统、计算机、气压源等组成,可以模拟测试汽车的气制动系统的制动及解除制动的反应时间;应用该试验台对某大型客车气制动系统进行了实测,证明系统实用可靠,与路试相比可节约大量的试验经费和试验时间.