馈能悬架的多模式智能控制策略

针对主动悬架耗能而限制其在电动汽车中的应用问题,采用永磁(PM)直线电机作为主动悬架系统的执行机构,建立了整车动力学模型,研究了车辆动力学性能与能量回收能力之间的关系。基于最优控制理论设计了主动悬架LQG控制器,采用层次分析法(AHP)和粒子群优化(PSO)方法优化了控制器设计参数,提高了车辆动力学性能和能量回收能力。为了实现模式切换,提出了一种新的多模式切换控制策略。在控制策略中引入舒适性因素,该因素可由驾驶员调节或根据车辆行驶状态进行选择,从而实现了不同模式下的策略切换。仿真结果表明,所提出的多模式切换控制策略显著优于传统主动悬架控制模式,从而全面提升了整车动力学性能和能量再生能力,为悬架馈能控制策略提供指导。     

电动汽车用永磁同步电机模糊直接转矩控制

为了提升电动汽车电机驱动系统的动态性能和稳态效率,本文提出了一种基于电动汽车行驶模式切换的永磁同步电机(PMSM)模糊直接转矩控制策略。在分析电动汽车行驶模式的基础上,对传统PMSM直接转矩控制(DTC)系统进行了改进,采用模糊控制器取代传统DTC系统中的滞环比较器和电压矢量选择器。针对不同的行驶模式,分别设计了相应的模糊控制规则和控制器。在Matlab/Simulink中搭建了PMSM模糊DTC系统模型。仿真结果表明:所设计的PMSM模糊DTC策略与传统DTC相比,PMSM驱动系统不仅转矩动态响应速度快,转矩脉动小,而且其高速运行时的稳态效率提高了10.26%。     

伴随发动机起动的混合动力模式切换策略

针对伴随发动机起动的单轴并联混合动力模式切换问题,分析传统发动机起动原理并结合不分离离合器AMT换挡过程控制策略,提出单轴并联混合动力模式切换的5阶段控制策略,同时建立Bang-Bang-PID及前馈PID控制算法对电机调速进行控制. 采用快速原型设计方法,完成整车控制器控制策略开发,最终在气电混合动力客车实验平台上对所提出的模式切换控制策略进行验证. 实验结果表明:所提出的控制策略能顺利起动发动机,提高模式切换性能,并满足整车驾驶需求.      

基于滑模与状态反馈模糊加权控制的气动伺服焊枪柔性接触研究

在焊枪电极接近运动过程中,期望接近速度大且在接触面附近快速降速以减小接触时的冲击力,实现一种柔性接触,对于提高焊接的效率和质量具有很重要的作用. 滑模控制虽然能有效降低焊枪电极接触力,但所用时间较长. 本文将基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权控制运用到气动伺服焊枪系统中,在建立系统模型的基础上设计滑模切换函数和滑模控制律,通过极点配置的方法设计状态反馈控制器,之后基于模糊控制设计滑模与状态反馈模糊加权控制器,最后通过实验验证提出的控制策略. 实验结果表明设计的控制器控制效果优于最大量控制和滑模控制,可有效实现柔性接触.      

液位系统的模糊和LQR切换控制器设计

为了克服液位系统模糊控制的不稳定性和线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制的模型不确定性,设计了模糊和LQR切换控制器;根据系统液位反馈值设计模糊、模糊和LQR加权以及LQR控制并切换策略,确保在液位稳定的情况下实现控制器之间的平稳切换,避免了模糊和LQR直接切换时出现液位大幅度波动现象,并在Quanser公司的储联罐实验平台上进行实验研究,结果表明,模糊与LQR切换过程中液位平稳上升,模糊和LQR切换控制器提高了液位系统响应速度和稳定性。     

湿式双离合器自动变速器换挡控制与仿真分析

建立了湿式双离合器自动变速器(dual clutch transmission,DCT)换挡过程系统动力学模型,针对湿式双离合器系统的高度非线性、难以建立精确数学模型等特点,设计了多规则因子模糊控制器。制定了湿式双离合器换挡过程控制策略,该控制策略通过综合控制发动机和离合器压力来完成换挡过程中的动力切换。基于Matlab/Simulink软件平台,建立了湿式DCT传动系统的仿真模型,对换挡过程进行了仿真。结果表明,该控制策略能够满足DCT换挡过程的要求,并且控制器的跟踪性能良好。最后,讨论了换挡控制的影响因素。     

电液位置伺服系统模型辨识及其控制方法

利用xPC半实物仿真技术和MATLAB系统辨识工具箱,以阶跃信号和液压缸位移为输入输出量,辨识得到电液位置伺服实验台的数学模型。以模型为控制对象设计一种由PID控制和模糊控制组成的复合控制器。控制器中引入积分因子和自调整修正因子,对修正因子模糊数模型采用在线插值运算;采用模糊切换来保证2种控制的平稳过渡,模糊切换的执行区域可通过设定其隶属函数的形状参数加以确定。半实物仿真结果表明：复合控制方法消除了模糊控制的稳态误差,提高了PID控制的响应速度,改善了电液位置伺服系统的综合性能,对被控对象参数（负载质量）变化有很强的适应能力。     

基于可拓自抗扰的ECHBPS商用车横向稳定控制

为了提高ECHBPS(electronically controlled hybrid power steering system)商用车的横向稳定性,提出了基于可拓自抗扰的横向稳定控制策略.建立了整车模型与ECHBPS模型,以理想横摆角速度为目标制定了转矩补偿策略;根据横摆角速度的偏差将控制域划分为经典域、可拓域和非域,分别采用自抗扰控制、可拓修正控制和极限补偿控制;设计了可拓自抗扰转矩补偿控制器.分别在正弦工况和双移线工况下对控制策略进行了仿真试验.结果表明:相比于无控制和传统自抗扰控制方法,可拓自抗扰控制下的车辆横摆角速度和质心侧偏角更接近理想值,车辆横向稳定性得到显著提升.     

电动助力转向系统的模糊自调整PD控制

在对汽车电动助力转向系统(EPS)的结构及其动力学性能分析的基础上，构建出系统模型。提出性能较好的模糊自调整PD控制策略，并进行多环境仿真研究。仿真结果表明，基于模糊自调整PD控制策略的EPS比传统PD控制具有更好的助力特性和抗干扰能力。为验证理论分析和仿真计算结果，进行了EPS装置的台架试验。结果证明理论分析和仿真结果是正确的。     

液压机械传动装置模式切换滚动协调控制

为提高液压机械传动装置(HMT)模式切换过程稳定性,提出了一种HMT模式切换滚动协调控制方法。该方法通过对HMT模式切换原理分析和切换过程模型建立,制定了基于模型预测控制的模式切换机构转矩和液压调速系统排量比调节的滚动协调控制策略;以减小HMT输出转速误差和车辆冲击度为目标,设计了具有状态约束的滚动协调控制器。仿真和试验结果表明,与未采用滚动协调控制方法相比,该方法可减小模式切换过程输出转矩、转速波动,动载荷降低32.9%,冲击度减小37.31%,模式切换时间减少0.28s,且排量比调节使得模式切换前后稳定输出转速基本保持一致,对模式切换过程有较好的控制效果,切换品质得到较大提高。研究结果对液压机械传动装置的实际工程应用具有一定的参考价值。     

基于多模型切换的过热汽温自适应预测控制

为了克服电厂过热汽温对象大惯性、大滞后及参数随负荷显著变化对系统控制带来的困难,采用了一种基于多模型切换的自适应预测控制策略.采用多个固定模型和2个自适应模型并行辨识过热汽温对象的动态特性.在每个采样时刻基于切换性能指标选出最优的局部模型作为当前模型,并据此设计预测控制器,从而实现全工况运行的自适应控制.同时证明了所提出的多模型控制策略可以保证闭环系统输入输出有界稳定.仿真结果表明该控制策略在大工况范围具有良好的动态调节品质和鲁棒性能.     

基于联合仿真分析的微型轿车EPS控制策略研究

为了提高某微型轿车的转向性能,进行了电动助力转向系统(EPS)控制策略的研究.针对微型轿车,设计了EPS助力控制、回正控制和阻尼控制策略,利用MATLAB/Simulink软件建立了EPS控制系统模型;运用MSC.ADAMS/CAR建立带EPS的微型轿车虚拟样机模型;参照相关国家标准,采用联合仿真分析的方法进行了微型轿车的操纵稳定性仿真试验.仿真结果表明,加入EPS控制的微型轿车转向轻便性和转向回正性能良好,所设计的EPS控制系统提高了汽车的转向性能.     

汽车ABS的模糊自适应PID控制

为获得更贴近实际情况的滑移率变化,在车辆动力学模型加入空气阻力和滚动阻力,应用Matlab2012b/Simulink环境内建立更加接近实际的车辆ABS动力学仿真模型.结合模糊控制与PID控制的优点设计出一种模糊自适应PID控制器.结果表明:模糊自适应PID控制策略来解决汽车ABS的控制优化问题可行,提高了系统的动态性能和安全性能;能适应不同路面的变化;控制过程平稳且可以达到很好的制动效果.     

基于滑模控制的可拓控制器设计

根据滑模控制概念, 提出一种新的可拓控制器。在控制策略设计上分为两个部分，第一个部分是根据系统已知部分设计滑模控制的等效控制, 另一部分为鲁棒控制以解决系统的不确定性因素及外部干扰问题。首先，构造一基本可拓控制器，用所定可拓集的关联函数作为系统状态信息的评价指针, 并在其中植入一组待调增益参数，经参数修正来综合滑模可拓控制的鲁棒控制(滑模的撞击控制)，以保证系统的稳定性。最后以一个非线性控制系统的仿真为例来说明所设计的可拓控制器的控制性能。     

HEV自动膜片弹簧离合器转矩跟踪PID控制

在同轴并联混合动力系统和自动膜片弹簧离合器数学建模的基础上,提出一种包含Kalman滤波器、串级变参数PID控制器的自动膜片弹簧离合器转矩跟踪控制策略,设计了变参数转矩环比例控制器,对行程环PID控制参数进行了优化整定,对HEV模式切换过程中,离合器传递转矩的跟踪控制进行了仿真和试验研究.结果表明,所提出的离合器转矩跟踪控制策略具有良好的效果.      

空间三关节机器人自适应双模糊滑模控制

为了提高空间三关节机器人轨迹跟踪控制性能,提出了一种带双模糊自适应控制的滑模控制新方法.该方法将滑模控制器分为等效控制和切换控制两部分.采用一个模糊自适应控制器,根据滑模到达条件对切换增益进行有效估计.采用另一个模糊自适应控制器,根据滑模面来调整切换控制项.这些控制器结合起来消除了抖振,提高了控制性能.系统的稳定性通过李亚普诺夫定理证明.最后进行了仿真实验,并与其他方法进行了对比分析.结果表明所提方法是有效的.     

电动客车电动助力转向回正控制策略

以增强电动客车电动助力转向系统(EPS)的回正性能为目标,提出了模糊自整定PID回正控制策略.以转向盘转角传感器和转向盘转速传感器获取的转角和转速信号为控制信号,采用模糊自整定PID方法进行回正控制,输出回正控制电压,使助力电机将转向盘迅速带到中位.综合模糊控制和PID控制的双重优点,设计了模糊PID控制器,根据所设计...     

UPQC并联变流器频域无源控制策略研究

为了提高统一电能质量控制器(UPQC)中并联变流器的频域补偿性能,本文提出在频域中设计一种多频无源控制策略.采用傅里叶变换技术对其交流数学模型进行频谱分解及多频直流建模,在被指定频率的直流模型上实施所提的控制器设计,理论分析表明该控制策略能够实现对并联变流器的指定频率控制,而且除了适用于三相系统外也适用于单相系统,可实现分相控制.该策略改善了传统在基频模型上设计的无源控制策略在跟踪多频指令信号时控制性能下降的现象.实验结果表明所提的控制策略可将谐波补偿率提高到95%.     

基于数据驱动的模糊切换型PID控制及其在船舶中的应用

应用模糊切换型PID控制方法处理船舶运动线性模型.根据控制目标把船舶转向过程分化为两个模糊工作域,当偏差较大时,采用TS-PID模糊控制器提高船舶响应速度;偏差接近设定切换点时,由TS-PID与传统PI控制器组成的混合控制器进行控制;偏差足够小时,传统PI控制方式可使船舶尽快稳定在设定航向上.对某商船的仿真对比实验证明所设计的控制方式优于单一PID控制方式.     

基于T-S模型的模糊预测控制在列车速度控制器中的应用研究

针对列车的速度控制特点,提出了基于Takagi-Sugeno(T-S)模型的模糊预测函数控制方法.设计了一种列车速度模糊预测函数控制器,并针对不同运行状况以及列车在启动、停止以及运行过程中的特点采取相应的控制策略,将整个控制过程分为多个子空间,每个子空间对应一个线性预测模型,通过仿真研究,验证了该控制器具有良好特性曲线跟踪能力.