液压混动系统泵排量控制研究

针对闭式液压回路中变量泵排量控制方法精度较低的问题展开研究,基于泵控系统中伺服阀的脉宽调制(PWM)控制,推导出占空比信号与变量泵排量的线性关系,在AMESim软件平台上搭建了泵控系统仿真模型,并基于试验测试数据对模型进行校核,基于泵控系统模型提出了PID反馈控制、前馈+反馈控制和三步法控制的泵排量控制方法,并进行测试对比分析.仿真结果表明,三步法控制在动态响应及快速稳定方面优于PID反馈控制,相比于前馈+反馈控制,采用三步法控制的泵排量动态响应误差减少了35.5%.     

电动汽车再生制动与液压制动防抱协调控制

为了保证电动汽车防抱制动过程的稳定性并充分利用电机控制精确、响应迅速的优势,提出一种基于路面附着的电动汽车再生制动与液压制动防抱协调控制策略。以分布式驱动电动汽车为研究对象,利用电机扭矩和轮缸制动液压压力可实时测量的优势,根据车辆动力学估计路面附着;针对高、中、低3种路面附着采用不同的再生制动与液压制动协调控制策略,并提出了再生制动退出过程中的协调机制。对该策略的仿真结果表明:该协调控制策略可以在制动过程中兼顾制动稳定性和能量回收效率,再生制动退出过程协调机制可以减小液压制动的压力波动,有利于提高车辆的制动稳定性和舒适性。     

基于联合控制的汽车驱动防滑控制仿真

为提高车辆在低附着路面上的加速性能,设计了基于节气门干预与制动干预联合控制的汽车驱动防滑控制系统(ASR).建立了防滑系统的动力学模型和基于模糊PID控制算法的控制器模型,并进行了低附着路面和对开路面工况的仿真对比实验.实验结果表明,采用模糊PID控制算法,通过控制节气门和对滑转驱动轮进行制动控制,能够有效控制汽车在低附着路面上加速时驱动轮过度滑转,大大提高了汽车在单一低附着路面和对开路面上的加速性能,验证了ASR控制策略的合理性,为开发实际控制器提供了依据.     

轮毂液驱系统辅助驱动及再生制动控制与仿真

在传统后驱重型车辆传动系统的基础上,加入液压泵、轮毂液压马达、蓄能器等装置形成一种轮毂液压混合动力系统,可实现基于蓄能器的辅助驱动和再生制动功能.首先,基于整车最佳滑转效率目标设计蓄能器放液阀流量控制器,实现车辆前后轮驱动力协调控制;其次,根据加速踏板开度、制动踏板开度、蓄能器压力等反馈信号进行综合判断,制定车辆各模式切换规则,集成整车辅助驱动与再生制动控制算法;最后,利用MATLAB/Simulink与AMESim联合仿真平台,利用实车试验工况数据作为仿真输入,验证控制算法有效性并分析系统性能.结果显示,该轮毂液压混合动力系统各工作模式可以实现协调切换,车辆的动力性与经济性明显提高,与原传统重型车相比节油率达到10.5%,同时在不同附着路面车辆爬坡度提升10%~40%.     

基于DCT轻型越野车的牵引力特性仿真

提出双离合器式自动变速器(DCT)轻型越野车依靠调节发动机、轴间差速器和制动器的联合牵引力控制策略,分析了DCT传动的工作原理,建立了换挡过程的动力学数学模型.在Matlab/Simulink仿真软件平台的基础上,建立了DCT和机械式自动变速器(AMT)轻型越野车驱动动力学仿真模型,并利用仿真模型对车辆在低坡度分离路面和对接路面上的起步加速过程进行仿真.仿真结果表明,所提出的牵引力控制策略能够提高车辆在低附着系数路面上的牵引力,DCT车辆的牵引性能明显优于AMT车辆的牵引性能.     

基于模糊路面识别的4WID电动车驱动防滑控制

针对四轮独立驱动(4WID)电动车的驱动防滑(ASR)问题,研究了基于模糊识别路面的控制方法.为了快速、准确识别低附着路面,提出了通过模糊规则将小滑转率、小附着区域的路面利用附着系数和滑转率估高的方法.利用4WID电动车四轮驱动力矩独立可控、转速和转矩易于获得的特点,实时估算路面利用附着系数和最优滑转率,控制各轮驱动力矩实现驱动防滑.仿真实验表明:基于模糊识别路面的4WID电动车ASR能够快速准确识别低附着路面,抑制驱动轮滑转,提高了车辆行驶稳定性和动力性.     

牵引力控制系统中最优驱动力矩控制

为了解决低附着路面上发动机输出力矩过大引起的驱动轮过度滑转及路面附着系数利用率低的问题,提出了牵引力控制系统中最优驱动力矩控制的概念,并给出了其实现方法.将理论分析结果和实车试验数据特点相结合,利用参考车速来估算路面附着系数并由此计算最优驱动力矩.利用PID控制器控制发动机动态输出力矩以实现最优驱动力矩控制.实车试验结果表明;低附路面上该方法能够有效控制发动机的驱动力矩,使得驱动轮的滑转率保持在最优滑转率处,对路面附着系数的利用率达到90%以上,该方法能够提高车辆在低附路面上的驱动能力.     

基于模糊规则的路面附着识别算法研究

为了提高双通道主动式稳定杆(ASB)系统对车辆横摆稳定的控制性能,基于车辆的侧向动力学特性,提出了1种新型路面附着系数识别算法。先通过模糊规则识别非线性因子,再由估算模型计算路面附着系数的初始估计值。通过滤波处理算法处理后得到最终估计值,并将其应用于双通道ASB系统中。利用MATLAB/Simulink对该算法进行了高、中、低附着路面以及对接路面的仿真分析。仿真结果表明,该算法能够有效地识别路面状况,双通道ASB系统根据当前的路面信息及时调整控制策略,提高了车辆的横摆稳定性。     

采用极值搜索算法估计附着系数的车辆驱动防滑控制

为了解决现有驱动防滑控制(ASR)策略响应慢、鲁棒性差的问题,提出一种利用扰动极值搜索算法估计动态路面附着系数的车辆驱动防滑控制策略.搭建车辆动力学系统模型,采用扰动极值搜索算法,自动搜索路面附着系数-滑移率曲线的极大值点,并设计一种踏板信号前馈控制与滑移率负反馈校正的动态驱动防滑控制策略,将车轮滑移率控制在附着系数-滑移率曲线附着系数极大值对应的滑移率处.结果表明:采用扰动极值搜索算法估计路面附着系数的驱动防滑控制策略能够在0.4 s将轮胎滑移率、附着系数和车辆加速度控制在最优滑移率、最优附着系数和稳定车辆加速度较小的邻域内,比门限值ASR控制快0.8 s.     

轮毂液压辅助驱动车辆蠕行模式控制研究

针对轮毂液压辅助驱动车辆蠕行模式下液压泵排量控制粗放的问题,提出一种蠕行模式控制方法。采用无级变速器的速比控制思想实现液压泵的排量控制,利用AMESim软件搭建轮毂液驱车辆仿真平台,验证蠕行模式控制方法的响应特性和控制效果。仿真结果表明,在系统工作范围内,提出的蠕行模式控制方法可以实现速比的无级控制,进而通过调节发动机工作点实现车辆的最佳经济性运行。该项研究对轮毂液驱车辆控制及实际开发应具有一定的借鉴价值。     

主动后轮转向四轮独立驱动车辆的协调控制

为了改善四轮转向车辆在高速工况下的转向灵敏度不足问题,并提高四轮转向车辆在低附着路面下的稳定性,以主动后轮转向/四轮独立驱动车辆为研究对象,基于分层协调闭环控制策略,设计了主动后轮转向(active rear wheel steering,ARS)和四轮转矩分配(four-wheel torque distri-bution,4WTD)的协调控制系统.首先,以车辆质心侧偏角为控制目标,设计了前馈+反馈的主动后轮转向控制器;然后以车辆横摆角速度和期望纵向车速为控制目标,设计了四轮转矩分配控制器;最后设计了基于规则的协调控制器,合理分配各子控制器的工作区间.通过搭建CarSim/Simulink联合仿真平台,对所设计的协调控制系统进行了仿真验证.仿真结果表明,所设计的协调控制系统达到了提高四轮转向车辆性能的控制目标.     

低附着路面电动助力转向控制策略

车辆在低附着路面转向时转向阻力矩大幅降低,导致转向盘转矩随之减小,严重影响驾驶员的路感,易导致事故的发生.鉴于此,提出电动助力转向电流补偿控制策略以提高低附着路面驾驶员路感.利用扩展卡尔曼滤波方法估计出低附着路面前轴侧向力,进而计算出补偿电流值.在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,利用实车试验数据与仿真数据对比,验证了仿真模型的准确性.不同行驶工况的仿真结果显示采用本文提出的控制策略后,转向盘力矩显著提高,使驾驶员在低附着路面下的路感与正常高附着路面相同,可以有效防止驾驶员的误操作,提高车辆行驶安全性.     

船舶综合液压推进系统主机的恒功率控制分析

在船舶综合液压推进系统的理论研究层面上,提出主机的恒功率控制.为证明此观点,建立了系统动态数学模型,并基于AMEsim对该系统的主机恒功率控制过程进行仿真分析.结果表明:在船舶综合液压推进系统主机定速运行过程中,当船舶负载发生变化时,通过控制系统对主泵排量的调节,主机的实际功率基本保持设定功率值.因此,船舶综合液压推进系统主机的恒功率控制是合理的.     

基于路面附着系数估计的车辆自适应巡航控制研究

为了提高复杂工况下特别是低附着路面工况下车辆自适应巡航控制(Adaptive cruise control,ACC)的安全问题,该文提出基于路面附着实时估计的ACC控制方案。基于模型预测控制(Model predictive control,MPC)设计了ACC控制器,通过实时滚动优化计算得到期望的加减速度值。基于递推最小二乘法设计路面附着系数实时估计策略,根据实时估计的路面附着情况确定MPC控制器中的加减速度极限约束条件。基于Lagrangian方法建立了四自由度的非线性纵向车辆动力学模型,作为ACC控制系统的车辆仿真模型,得到了车辆在高、低不同附着路面上行驶的安全情况。仿真结果表明:基于路面附着系数实时估计的ACC控制方案在各种路面条件下都能确保前、后两车之间保持期望的车间距离安全行驶。     

液压混合动力车辅助驱动单元的最优控制

液压混合动力车是一种新型环保节能车辆,以液压蓄能器和变量泵/马达为核心组成了制动能量再生系统。本文建立了液压混合动力车辅助驱动单元即变量泵/马达控制系统的数学模型,运用最优控制原理设计了最优控制器,并利用MATLAB对控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明所设计的最优控制器有效的降低了系统响应的超调量,加快了系统响应时间,使系统具有良好的动态性能。     

宋儒的族学思想探析

考虑路面附着条件对车辆横摆响应的影响,设计了路面附着系数修正的主动转向控制策略.为了迅速准确 地获取当前路面附着信息,采用了无迹卡尔曼滤波观测器观测路面附着系数,并用Carsim-Simulink联合仿真验证了此方法的有效性.在传统主动转向控制的基础上将路面附着系数作为输入,设计了滑模控制器.通过Simulink仿真,验证了所设计的滑模控制器在低附着路面、对接路面均能提高车辆的操纵稳定性和理想轨迹跟踪能力.     

汽车ABS与AFS集成控制算法

提出一种制动防抱死系统(ABS)与主动前轮转向(AFS)系统的集成控制算法.ABS采用逻辑门限值控制算法,以车轮的角加速度为主要门限、滑移率为辅助门限.AFS采用基于二自由度车辆模型建立的横摆力矩补偿前馈控制和滑模反馈控制相结合的复合控制算法.采用8自由度车辆模型验证所提出的控制算法,该模型包含“Magic Formula”轮胎模型和基于单点预瞄的驾驶员模型.在Matlab/Simulink中通过对开路面的直线制动工况和定圆弯道制动工况下的仿真来评价集成控制算法.仿真结果表明:在对开路面上ABS与AFS的集成控制能够有效地缩短制动距离,提高车辆制动过程的方向稳定性.     

基于路面附着系数估计的AFS控制策略研究

考虑路面附着条件对车辆横摆响应的影响,设计了路面附着系数修正的主动转向控制策略.为了迅速准确地获取当前路面附着信息,采用了无迹卡尔曼滤波观测器观测路面附着系数,并用Carsim-Simulink联合仿真验证了此方法的有效性.在传统主动转向控制的基础上将路面附着系数作为输入,设计了滑模控制器.通过Simulink仿真,验证了所设计的滑模控制器在低附着路面、对接路面均能提高车辆的操纵稳定性和理想轨迹跟踪能力.     

四轮毂驱动EV双容积卡尔曼路面附着系数估计

针对车辆在行驶过程中难以实时、准确地获取路面附着系数这一问题,本研究在结合车辆三自由度动力学模型和Dugoff修正轮胎力模型所搭建的四毂驱动联合仿真电动汽车平台基础上,设计了一种时效性、鲁棒性强的双容积卡尔曼滤波路面附着系数观测算法。双容积卡尔曼滤波算法利用奇异值分解优化求解误差协方差矩阵,将车辆行驶状态观测器信息与附着系数观测器信息相互联系,形成闭环反馈校正更新观测信号,实现对路面附着系数的实时估计。在四轮毂驱动联合仿真电动汽车平台中设置低附着路面,在开路面仿真工况下对双容积卡尔曼滤波算法进行验证,并与传统容积卡尔曼滤波观测器数据进行比较和分析。结果表明:双容积卡尔曼滤波算法具有更快的的响应速度,估计的路面附着系数精度更高,实时性更强。     

采用滑模变结构的电动车最佳滑移率控制的研究

改进了用于轮式驱动电动车牵引控制中最优滑移率辨识的滑模变结构优化器，设计了基于滑模变结构的牵引控制系统．该系统不需要路面类型的先验知识，路面附着系数的利用率最高，可获得最大的车辆加速度．仿真表明，该方案能改善系统对时变参数的适应性和对路面状况突变的鲁棒性，从根本上提高了整个系统的稳定性．