电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略

为解决双电机独立驱动电传动履带车辆行驶控制问题,建立以目标速度为输入的电传动履带车辆整车及驱动系统模型,设计了电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略. 该控制策略由综合控制单元和两侧驱动电机控制器相互配合实现. 在Simulink/Stateflow中建立转速调节控制策略模型,完成以驾驶员操作为输入、包含控制环节的多工况系统仿真. 仿真结果和行驶试验验证了转速调节控制策略的可行性和有效性. 该控制策略已在车辆上成功应用.     

履带式混合动力车辆控制策略硬件在环仿真

采用硬件在环仿真的方法验证履带式混合动力车辆控制策略的可行性. 结合车辆结构形式和DC-DC变换器控制方法,在功率跟踪控制策略基础上,提出一种基于电压控制的履带式混合动力车辆控制策略. 采用真实的驾驶员操纵设备和整车控制器,通过建立的车辆驱动系统模型在dSPACE中实时运算模拟实现被控对象及外界环境,构建包括CAN通信在内的控制策略硬件在环仿真平台,对提出的控制策略进行硬件在环仿真实验. 仿真结果表明,该控制策略可行并能很好地满足驾驶员的操作需求.     

履带式混合动力车辆发动机-发电机组控制策略研究

研究履带式混合动力车辆发动机-发电机组控制策略.通过分析履带车辆动力系统对发动机-发电机组的要求及整车控制器与发动机-发电机组控制接口定义,提出两种发动机-发电机组控制策略,建立去掉动力电池组的履带车辆动力系统模型,对提出的控制策略进行仿真验证.仿真结果表明,发动机-发电机组目标转速控制策略比目标功率控制策略效果更好.通过台架实验对目标转速控制策略进行了验证.     

带耦合机构的串联式履带车辆直驶稳定性控制

首先分析了串联式混合动力履带车辆耦合机构转矩与转速的输出特性及其对车辆直线行驶稳定性的影响,并利用MATLAB/Simulink仿真平台建立了整车动力学模型,其中考虑了履带的滑移率对附着系数的影响,其次为了提高车辆的直驶稳定性设计了相应的控制策略,即通过检测两侧车速的变化来计算两电机输出转矩的补偿量,并针对PI控制器参数适应性差的问题,通过神经网络自学习的功能实时优化PI控制器的控制参数.最后利用Simulink模型进行仿真,结果表明,神经网络PI控制能够保证车辆的直驶偏移量控制在0.5%左右,满足国家标准中最大直驶偏移量为1%的要求.     

电传动履带车辆原地转向控制与D2P实时仿真

为了提高电传动履带车辆的原地转向性能,从履带车辆原地转向动力学模型出发,提出一种基于双电机力矩控制的电传动履带车辆原地转向控制策略,首先增大电机力矩初始值以提高转向响应速度,进而将方向盘转角信号引入横摆角速度负反馈增益从而实现驾驶员对转向速度的控制.使用D2P快速原型开发系统构建了履带车辆原地转向“驾驶员+控制器”在环仿真平台,通过实时仿真对所提出的控制算法进行了验证,结果表明设计的控制策略正确有效,且具有良好的实时性.     

高速电驱动履带车辆联合制动实时仿真研究

针对高速电驱动履带车辆的制动需求,提出机电液联合制动方法。通过对机械制动器、电机和电液缓速器制动特性的分析,制定电机制动力模糊控制分配方法和前馈-反馈的二自由度动态协调控制算法。联合制动系统中,驾驶员通过踩踏制动踏板实物实现制动意图,其它执行部件利用仿真模型实现。通过RT-LAB建立制动踏板在环的半实物实时仿真系统,视景软件可以观看制动过程。最后进行了低速紧急制动、中速联合制动和高速渐进制动的试验验证。试验结果表明:实时仿真系统能够满足高速电驱动履带车辆制动要求,很好地验证了控制算法的可行性和可实现性,为未来进一步研究高速电驱动履带车辆联合制动技术提供了理论与试验依据。     

基于交通信号灯信息的混合动力汽车节能预测控制方法

针对传统混合动力汽车控制方法不考虑已知道路交通信号灯信息对车辆能量管理影响的问题,提出了基于交通信号灯信息的混合动力汽车节能预测控制智能优化策略。通过建立混合动力汽车系统的简化模型,并采用连续广义最小残量方法求解模型预测控制问题。运用MATLAB/Simulink进行仿真,仿真结果验证了交通信号灯信息模型的有效性,以及所设计的模型预测控制算法大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性的能力和实时控制性能。研究结果表明所提出的控制策略可以实现车辆行驶轨迹的优化控制,显著提高了车辆的燃油经济性,并满足系统的实时最优控制要求。     

视景仿真中履带车辆模拟

驾驶模拟训练系统采用经典的Bekker车辆地面力学理论和Wong J Y提出的履带动力学模型,推导了视景仿真中土壤的接地压力与沉陷深度关系、剪切应力与剪切位移关系、行驶阻力等,建立了视景仿真中的履带与地形的动态交互模型。采用ROAM算法和多点匹配法,实现了地形三角形网格分辨率的动态改变。在优秀的多体动力学实时仿真软件Vortex中实现了高速履带和低速履带与地形的动态交互效果,满足了实时仿真的要求,真实感强,具有极佳的交互性。     

履带车辆行驶速度对负重轮动位移的影响

针对地面-履带-负重轮耦合系统激励特性的复杂问题,在不考虑履带影响的基础上,建立了履带车辆悬挂系统动力学模型,利用动力学方程实现了负重轮动位移的理论计算.建立了履带车辆的多体动力学仿真模型,对多种工况下的负重轮动位移进行模拟,并与理论计算结果作对比,分析负重轮动位移随车辆行驶速度的变化规律.研究成果为履带车辆的设计开发提供了理论参考依据,为整车道路模拟系统直接对负重轮进行位移激励加载控制提供了技术支持.     

基于RecurDyn的平架湿地型履带推土机转向性能分析

为使平架湿地型履带推土机在湿地路面实现更高效转向，分析湿地土壤物理特性对该类车辆转向性能的影响.利用PRO/E和RecurDyn软件创建履带推土机三维模型，建立不同含水量湿地路面模型，对模型进行不同载荷下的多体动力学仿真，对比分析履带推土机转向半径、转向极横向偏移量、左侧履带驱动牵引力和右侧履带制动力，得出不同湿地土壤、不同载荷下平架湿地型履带推土机的转向性能参数变化规律.     

Dynamic Characteristics of Tracked Vehicle Power Train Considering Road Random Torsional Excitation

The road random torsional excitation is one type of torque rooted from the road roughness and vehicle drive system. This paper aims to study how the road random torsional excitation affects the dynamic characteristics of vehicle power train. The method of simulating the random torsional excitation of tracked vehicle is explored at first. Secondly,the road random torsional excitations under different road roughness,vehicle speeds and pre-tensions are obtained. Thirdly,the dynamic analysis model of tracked vehicle power train is constructed with the consideration of the road random torsional excitation. Eventually,the influences of this excitation on output torque,bearing support force,vibration acceleration and dynamic shear stress of transmission shafts are intensively studied.The research conclusions are helpful to correct and refine the present virtual prototype of tracked vehicle power train.     

电传动履带车辆双侧驱动控制研究

提出了采用双电机分别驱动两侧主动轮的电传动履带车辆行驶控制方案.在建立车辆及驱动系统数学模型的基础上,完成了分布式控制系统设计,提出转速调节与转矩调节的双侧驱动控制方案并进行对比分析.行驶试验验证了控制方案的可行性.两种控制方案已在车辆上成功应用.     

基于状态反馈的燃料电池轿车动力控制算法

建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池轿车动力系统的动态数学模型.在该模型基础上,设计了基于状态反馈的闭环功率平衡算法.针对状态变量蓄电池开路电压在运行过程中无法测量的问题,构造了相应的渐进状态观测器.以蓄电池开路电压观测值反馈实现了蓄电池最佳荷电状态的控制,使算法克服了对蓄电池SOC（state of charge,荷电状态）估计值的依赖,实现了解析冗余,较好地解决了SOC估计过程中存在的初始值不易确定和累计误差的问题.离线仿真和实车转鼓实验的结果证明,所建立的动力控制算法达到既定的控制目标,并且能够充分考虑动力系统主要部件的动力性和经济性,具有一定的实用价值.     

一款插电式并联混合动力汽车性能的仿真研究

采用AVL Cruise软件与Matlab/Simulink软件可实现一款插电式并联混合动力电动汽车的建模。通过仿真计算得到的结果,为下一步整车控制策略的开发及动力总成匹配的优化奠定了基础。     

燃料电池混合动力汽车控制策略研究

提出一种燃料电池功率主导轻型混合动力汽车的整车控制策略. 构建了燃料电池混合动力系统构型,建立了高压燃料电池发电系统控制约束模型,制定了7种工作模式和以燃料电池输出功率为主导、电池组SOC维持型的控制逻辑. 整车试验结果表明,燃料电池输出功率能很好地跟踪驾驶员踏板的功率需求,整车燃氢经济性为2.464 kg/100 km.     

分布式驱动电动汽车动力转向系统混杂系统动力学及其切换控制

分布式驱动电动汽车是燃油汽车和电动汽车过渡的一种新型新能源汽车,动力转向系统(ECIPS) 作为电动化底盘集成控制系统(ECIS)的主要组成部分,对电动汽车的设计与装配具有重要的影响. 动力转向系统具有典型的不确定性、未建模动态、测量噪声和干扰等非线性动力学特征,是包含离散事件与连续事件的混杂动力学系统. 分析了分布式驱动电动汽车动力转向系统的控制结构、控制功能及其动力学行为,基于动力转向系统的输入/输出功能、控制状态和控制系统实现流程,建立了反映连续和离散控制行为的混杂控制系统模型. 建立了动力转向系统的混杂控制流程和切换控制结构,进行了25km/h和45km/h下的蛇形实验. 结果表明：在25km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了41.68%和41.79%, 在45km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了30.92%和30.67%,转向轻便性得到明显改善.混杂系统动力学模型及其混杂控制结构反映了分布式驱动电动汽车动力转向系统的动力学行为及其控制特征,不仅揭示了动力转向系统的连续系统工作行为,也反映了离散事件特征,对分布式驱动电动汽车控制性能的改善、智能化水平的提高提供了理论研究意义和工程研究价值.     

电传动履带车辆电子差速转向控制策略

提出一种电传动履带车辆电子差速转向控制策略.构建了双感应电机驱动履带车辆电子差速控制系统;通过履带车辆运动学和动力学分析,提出基于无功功率感应电机模型参考自适应控制(MRAC)的电子差速转向控制策略;建立了感应电机间接磁场定向(IFOC)转速控制系统,设计了基于无功功率的感应电机MRAC控制模型,并进行了Popov超稳定性判稳分析.采用该策略进行了实车试验,不同速差行驶转向的结果表明,该策略可使车辆获得良好的差速转向性能.