整车质量与道路坡度同步估计算法对比

针对现代车辆控制系统难以实时测得整车质量和道路坡度这一问题,文章基于车辆纵向动力学模型给出无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法的流程图,利用CarSim与MALTAB/Simulink联合仿真比较双遗忘因子递归最小二乘法(recursive least square with m...     

基于卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着估计

建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,设计了基于联邦卡尔曼滤波理论的车辆行驶状态估计算法与基于扩展卡尔曼滤波理论的路面附着系数估计算法,使车辆状态估计与路面附着估计相互联系、闭环反馈、同时进行.选择典型工况,应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真实验对车辆状态算法和路面附着估计算法进行了验证.结果表明:文中算法能够实现对车辆状态及路面附着系数的准确估计.     

视觉辅助的分布式驱动电动汽车路面估计方法

利用分布式驱动电动汽车车轮转矩精确可知可控的特点,设计基于轮胎纵向力估计的路面附着系数扰动估计器。为提高路面估计算法收敛速度,设计基于车载摄像头的路面辅助辨识方法,利用颜色矩法和灰度共生矩阵法提取路面颜色纹理特征,并基于支持向量机实现路面分类。基于增益调度方法设计融合估计策略。实车试验的结果表明,相比单一的动力学估计器,该设计算法具有收敛速度快、精度高的特点。     

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.     

微小加速度下汽车质量-道路坡度自适应估计

汽车质量和道路坡度是设计高性能汽车决策和控制算法所需的基本参数.但是,微小加速度行驶工况下,汽车纵向惯性力较小,汽车质量和道路坡度难解耦,且现有估计算法的准确性和收敛速度有待进一步提高.该文提出了一种基于车辆纵向动力学原理的自适应无迹Kalman滤波(adaptive unscented Kalman filter,A...     

多轴独立电驱动车辆驱动力的协调控制

针对三轴独立电驱动结构形式的混合动力车辆,提出了多轴独立电驱动系统的驱动力分层协调控制方法。首先建立多轴驱动转矩协调控制系统的分层控制结构,将控制系统划分为理想路面下的总需求驱动力矩分配层（上层）、驱动工况下的单轴驱动防滑控制层（下层）,以及在上下层出现矛盾时进行协调控制的协调层（中层）。在完成了多轴驱动转矩协调分配控...     

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。     

浅谈路面基层标高与横坡度的控制

通过总结多年施工经验，从人员素质、机械设备、施工材料、施工方法、施工环境5个方面对造成路面基层标高、横坡度合格率低的原因进行了分析，探讨了提高路面基层标高、横坡度合格度的途径。     

非公路车辆簧载质量实时估计

针对非公路车辆簧载质量估计问题,提出了一种采用油气弹簧气压测量与车体在线姿态测量相结合进行实时簧载质量估计的方法.建立了基于单筒式油气弹簧的整车7自由度振动模型,利用带遗忘因子的递推最小二乘估计方法对簧载质量进行估计,并以D级道路作为仿真激励进行了仿真实验.研究了递推最小二乘估计中遗忘因子、滤波器参数及车速等因素对质量估计性能的影响,结果表明所提出的质量估计方法具有良好的准确性和实时性.      

多轴电驱动车辆驱动力优化分配策略

为提高某型多轴电驱动车辆的经济性,提出了一种最优驱动力分配控制策略.以电驱动系统效率最优为核心,对驱动转矩的分配进行离线优化,生成可在线应用的驱动模式表,通过查表插值可以确定驱动轴数,再根据整车轴荷动态分布情况,确定具体驱动轴,以充分利用地面附着力;利用Matlab/Simulink搭建整车后向仿真模型,在调整的世界重型商用车循环工况上进行仿真分析.结果表明,采用最优驱动转矩分配控制策略,相对驱动转矩平均分配控制策略和基于轴荷比分配转矩控制策略,经济性分别提升了9.18％和6.12％.     

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.     

基于自适应无迹卡尔曼滤波的分布式驱动电动汽车车辆状态参数估计

以精确估计车辆状态参数为目标,提出了一种基于自适应无迹卡尔曼滤波的车辆状态参数估计算法,采用非线性三自由度车辆模型,将模糊控制与无迹卡尔曼滤波算法相结合,实现对系统测量噪声的自适应调整,通过对方向盘转角,纵向加速度和横向加速度等低成本传感器信息融合实现对质心侧偏角和横摆角速度的状态估计.应用CarSim与Matlab/Simulink建立分布式驱动电动汽车整车模型并且联合仿真对估计算法的有效性进行验证.结果表明自适应无迹卡尔曼滤波比无迹卡尔曼滤波更能有效准确地进行车辆状态参数估计,在双移线工况中,质心侧偏角估计精度提高了6.7%,横摆角速度估计精度提高了4.8%.      

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.     

基于 UKF车辆状态及路面附着系数估计的AFS控制

本文侧重于主动前轮转向(Active Front Steering,AFS)控制系统的应用性与可行性研究,针对紧急转向工况下轮胎呈现强非线性问题,以及AFS控制算法中部分状态量难以获取、路面附着系数对车辆稳定性有重要影响但难以直接测量等问题,设计非线性滑模控制器以综合考虑载荷转移、轮胎非线性及路面条件等对操稳性影响,同时,通过ESP系统现有的IMU传感器测量信息,运用无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)算法为滑模控制器动态估计车辆状态信息和路面附着系数.在得到期望轮胎侧偏力后,通过非线性轮胎模型精确反求所需叠加转角,以在"轮胎-路面"附着能力范围内检验控制系统的有效性.最后,高附着系数情况下的鱼钩测试仿真及低附着系数时的角阶跃转向仿真共同表明,通过IMU与UKF结合的状态估计确保了AFS控制系统的可行性,有效提高了车辆操纵稳定性.     

考虑坡度影响的车辆行驶动力学建模与仿真

考虑横向坡度、纵向坡度与合成坡度道路特征参数对车辆动力学与轮胎垂直载荷变化的影响,基于15自由度车辆动力学模型,建立横向坡度、纵向坡度与合成坡度车辆动力学与轮胎垂直载荷变化模型,联立转向系、制动系、动力传动系、车轮与悬架模型,构建整车行驶动力学仿真模型,并在不同横向、纵向、合成坡度以及车速下进行仿真分析比较。结果表明：横摆角速度受纵向坡度的变化影响很小,但随横向与合成坡度的增大而逐渐减小,且在相同坡度下,随着车速的增大,波动幅度增大,峰值增大;前轮侧偏角受纵向与合成坡度的变化影响很小,但随横向坡度的增大而增大;侧倾角速度随横向与合成坡度的增大而先减小后增大,且在相同纵向坡度下,随车速的增大,波     

面向路面附着估计的路面图像识别

为提升智能辅助驾驶系统对路面附着系数估计的准确性与实时性,研究了一种基于视觉信息的路面识别深度学习算法,实现路面附着系数的预估计。设计压缩卷积机制以降低网络运算参数,采用特征图全局平均替换全连接层以提升网络的拟合性能,并构建路面识别深度卷积神经网络DW-VGG。利用自建路面图像数据集对网络进行训练,测试结果表明,基于提出的多层知识蒸馏技术的DW-VGG网络识别精度较高,分类性能评估指标F₁得分为96.57%,并有效降低了网络的运算和内存成本,识别单张图像只需32.06 ms,预测模型只有5.63 M。     

四轮独立电驱动越野车辆研究实验平台

针对多轮独立电驱动车辆的特点,提出了基于现有越野车底盘的四轮独立电驱动车辆的实验研究平台结构,在完成该车辆结构总体设计及各子系统部件选型和性能计算分析基础上,研制了该研究实验平台,并通过道路测试初步验证了该实验平台的运行功能。设计的单桥双减速器结构,既保留了原车的整体桥式结构,又充分利用了原车的主减速器机构,并且具有一定的可靠性。     

电驱动车辆发电机-电池组动态建模和仿真

为分析电驱动车辆发动机和动力电池组混合驱动的动态特性,采用等效阻抗法建立永磁同步发电机、整流桥和动力电池组在发电机转子d-q坐标系中的统一动态电路模型,并运用状态方程和直流水阻负载对模型进行了仿真和实验验证.模拟车辆转向工况,仿真得出电池组对减小发动机转速和转矩超调量,平滑直流母线电压剧烈变化效果显著,并能发挥助力和吸收再生制动能量的能力.     

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。     

电传动履带车辆双侧驱动快速控制原型开发

为引入快速控制原型方法以有效指导电传动履带车辆双侧驱动控制策略开发,推导出不同工况下双侧电机转子轴端转动惯量匹配及阻力矩公式,并提出台架试验方案.在Matlab/Simulink环境下开发了转速调节与转矩调节控制原型模型;依托电传动双路试验台架和dSPACE系统,构建适合电传动履带车辆双侧驱动快速控制原型试验台架.对两类控制策略进行快速完善、验证和比较,获得较优的双侧驱动控制策略原型.结果表明,采用快速控制原型与试验台架相结合的方法可提高控制策略开发效率.