汽车电动助力转向系统的容错控制研究

汽车转向系统的发展经历了从简单的纯机械转向系统、机械液压动力转向系统,到电控液压动力转向系统,直到更为节能、操纵性能更好的电动助力转向(简称EPS)等几个阶段.TIF是汽车动力转向的发展方向,相比较于以往的转向系统有安全、环保、节能、装置灵活、调整简单等优越之处.TIF是一个多输入多输出系统,传感器故障会导致控制系统的性能变差,所以要保证系统性能必须使闭环系统具有鲁棒性.在数学模型和助力特性研究基础上,根据汽车运行过程中转向工况,设计了基于完整性的被动容错控制系统.最后对容错控制算法进行了仿真分析.     

YZK5021型运输车前轮定位参数的优化

在总结国内外研究成果的基础上，对车辆前轮定位参数进行了理论分析，并以YZK5021型厢式运输车作为研究对象，从前轮定位参数对车辆性能影响方面考虑，建立了目标函数，应用最优化理论中惩罚函数的混合法对该车前轮定位参数进行了优化。用样车进行的部分试验验证表明，采用本文方法优化结果合理，为该车的改进设计提供了理论参考。     

基于遗传算法的汽车非独立悬架与转向匹配优化设计

针对汽车上的两个重要组成部分转向系和悬架系统之间在实际运动中所存在的干涉问题,文中以某款重型车非独立前悬架为研究对象,推导了非独立悬架系统与转向系统运动干涉量的计算公式,并在此基础上建立了优化的目标函数、设计变量和约束条件.基于遗传算法,运用Visual C 6.0软件开发了优化设计仿真程序,通过比较优化前后仿真结果,可得出优化后的结果明显好于优化前,和传统的设计方法相比,这种方法提高了精度和效率.     

基于仿人智能控制的汽车动力转向系统

传统的液压动力转向系统容易出现过助力现象,能耗大、对环境有油污染.电动助力系统是通过带微处理器的控制器控制电动机提供助力的一种伺服控制系统,电动助力是汽车转向系统的发展方向.在对汽车电动助力转向系统深入研究的基础上,针对驾驶员操作习惯的差异、路况等的复杂性和不确定性,提出了一种新的鲁棒性强、适应性好的控制算法,并在实际车辆转向系统中得到了应用,实践证明该控制算法兼顾了控制效果和人的感觉(路感),控制效果令人满意.     

水力压裂近井区裂缝转向扩展机理

针对水力压裂条件下煤层气井初始压裂缝转向问题,首先基于断裂力学原理与最大周向应力准则,分析了储层原始地应力场和压裂液渗透场时空演化规律,建立了裂缝转向起始模型,并考虑转向裂缝面复杂的应力边界条件,利用位移不连续法建立了裂缝转向扩展模型;其次着重考虑了射孔角度、地应力差及施工排量对压裂缝转向扩展的影响,结合焦作恩村矿区现场施工参数,分别计算了裂缝起偏角度和偏转距离。计算结果表明：水力压裂条件下,射孔角度与地应力差对近井区压裂缝转向影响较大,而压裂液排量则影响较小;当射孔角度或地应力差较小,压裂缝偏转距 离较大,形成的压裂缝曲率也较小;反之亦然。最后运用XFEM软件模拟裂缝转向扩展机制,经与计算结果对比,发现二者较为吻合,从而验证了理论模型的正确性,研究成果可为定向射孔水力压裂现场控制提供理论指导。     

无人驾驶高速4WID-4WIS车辆路径跟踪单点预瞄控制

针对无人驾驶高速四轮独立驱动独立转向(4WID-4WIS)车辆的驱动冗余、强非线性和不确定特性,提出一种基于控制分配和自抗扰控制法的路径跟踪单点预瞄控制方法。首先建立车辆单点预瞄路径跟踪系统的动力学模型。然后构建以控制分配器为核心的控制系统,使用自抗扰控制方法设计单点预瞄解耦控制器;提出目标生成器的类惯性环节算法,讨论其合理性;给出4WID-4WIS车辆路径跟踪控制分配问题的求解方法。最后进行仿真,结果表明所提方法能够实现快速、高精度的双移线圆弧路径跟踪控制。     

四轮转向与主动悬架的模型预测集成控制

针对车辆极限工况下的稳定性问题,提出一种四轮转向和主动悬架的集成控制算法。根据四轮转向单轨参考模型和主动悬架双轨模型,建立集成控制矩阵,利用模型预测算法设计集成控制器。在实车验证基础上,采用Car Sim与Matlab联合仿真,获得了转向盘鱼钩输入下的车辆横摆角速度、质心侧偏角、车身侧倾角等特性曲线,分析了该典型极限工况下车辆的稳定性控制品质。结果表明,所设计的四轮转向与主动悬架的集成控制策略能够显著的改善车辆的操纵稳定性,解决失稳问题。     

轮式车辆转向运动解析

运用矢量和矩阵，确定了在车辆直线和转弯行驶时，导向轮轴和转向节臂的方位。进而导出节臂转角、转向角和外倾角之间关系，以及阿克曼转向中的节臂转角间理想关系等方程式，为各种轮式车辆转向机构的设计和研究提供了良好的基础。     

推靠式旋转导向井眼轨迹预测与控制方法

旋转导向钻井系统是现代导向钻井技术的发展方向。通过导向机构调节导向参数来预测和控制井眼轨迹,是旋转导向钻井系统的关键技术之一。为解决推靠式旋转导向钻具的导向力和工具面角对井眼轨道的控制问题,对导向力分别在井斜平面和方位平面进行解耦;并应用了纵横弯曲理论建立了底部钻具组合三维力学分析模型,得出了导向参数与钻头侧向力和转角的定量关系。在考虑钻头和地层的各向异性因素的影响下,利用在UPC模型基础上提出的有效钻力的概念,通过计算钻头有效钻力来预测实钻过程中的钻进趋势。在此理论基础上,计算了按设计的井眼轨道钻进所需要的导向参数,并讨论了井眼轨迹参数、钻压、钻头各向异性参数和地层参数对钻具导向性能的影响;分析了其中的规律,并得出只有综合考虑上述各项因素,才能准确计算出导向参数,确保钻头沿设计轨迹钻进,也为旋转导向井眼轨迹控制提供了理论依据。     

履带车辆转向机构的研究现状及发展趋势

履带车辆的转向机构是重要的总成之一，其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率。因此对性能优良的转向机构的研究一直是车辆工程领域的重要研究课题。本文从履带车辆传统转向机构的构成出发，介绍了各种转向机构的优缺点及新型转向机构的工作原理和研究现状，指出履带车辆转向机构的发展趋势是大力加强对机动性高、能耗低、性能优良的机械液压连续无级转向机构的研究与开发。