智能转向汽车的模型跟踪控制

从研究转向特性的2自由度简化模型出发，推导出智能汽车转向的状态空间方程，据此构造了智能汽车转向的动力学模型，进而应用Lyapunov方程设计了模型跟踪控制器，选用与实际汽车模型同阶的系统，采用极点配置的方法设计了理想汽车模型，通过输入不同的道路进行仿真，证明了该控制器设计的有效性。     

基于线性二自由度模型的多轴车辆转向特性仿真

在重型多轴车辆智能化、无人化的发展趋势下,需要开展车辆横向动力学研究.针对某六轴车辆,通过建立多轴车辆线性二自由度转向模型,开展转向特性稳态分析和瞬态分析.仿真结果定性地表明采用多轴转向技术能够有效提升车辆转向机动性,为后续转向控制器设计提供了理论支撑.     

多轴轮毂电机驱动车辆的转向阻力特性

为研究多轴电动车辆的转向阻力特性,在考虑了轮胎负荷变化对轮胎侧偏刚度影响的基础上,建立了车辆3自由度动力学模型;提出了一种稳态转向工况下的转向阻力计算方法,推导了轮胎侧偏角和转向阻力矩的理论计算式.基于该模型,分析了转向阻力矩与转向输入量和车速的关系及理论约束边界,比较了在相同质量与等效履带接地长度条件下轮胎式与履带式车辆的转向阻力矩,讨论了轮胎侧偏角对轮胎力分配的影响,并通过ADAMS软件对计算结果进行了验证.结果表明,相同参数条件下,多轮驱动车辆的转向阻力矩大于履带式车辆的阻力矩,计算模型可为转向控制策略提供理论参考.     

多轴机电复合分布式驱动车辆转向半径模式控制策略

基于对多轴轮式车辆的最小转向半径战技指标的要求,提出了一种适用于多轴机电复合分布式驱动车辆的最小转向半径控制系统,并详细介绍了该模式下的整车控制策略,当车辆以大前轮转角低速转向时,后两桥驱动电机产生“外正内负”的力矩辅助车辆转向从而减小最小转向半径.为验证系统性能,文中建立了包含车体纵向速度、侧向速度、横摆角速度及8个车轮旋转的11自由度整车动力学模型,并采用Gim轮胎模型表达了轮胎的非线性力学特性.虚拟样机仿真的结果表明,在该控制策略下,车辆的最小转向半径可减小10.31%,转向机动性能得到大幅度提高.      

全轮转向多轴车辆性能分析及侧翻前馈预警研究

为研究多轴车辆的稳定性和安全性,建立了线性2自由度全轮转向车辆模型,并根据阿克曼原理计算了车辆的转向比例系数.基于准静态侧倾理论估计车辆的横向载荷转移率,利用拉普拉斯变换求解横摆角速度增益,进而提出了一种侧翻前馈预警算法.通过理论值与仿真值对比,发现所提出的算法可对车辆的侧倾状态进行有效的前馈预测,并且应用该算法还可计算出车辆转向时的极限车速和极限转角.研究对于车辆侧倾状态估计和侧翻控制预警具有重要的借鉴意义.     

多轴全地面起重机稳态转向特性分析

根据拉格朗日法建立了多轴全轮转向车辆的三自由度动力学模型和运动微分方程,采用零质心侧偏角控制策略,研究了车辆作稳态转向时,其转向中心位置、横摆角速度增益及侧倾角增益如何随车速而变化,并且给出了稳态圆周行驶的评价指标。在零质心侧偏角控制策略下,讨论了多轴全轮转向车辆的转向特性,分析了影响转向性能的因素。为多轴全地面起重机的转向设计提供了理论依据。     

四轮独立转向电动汽车路径跟踪预测控制

对于四轮独立转向(4WIS)电动汽车采取前后轮同时转向的策略,建立4WIS电动汽车动力学模型,得到相关的状态空间表达式,推导出线性时变路径跟踪预测模型.基于模型预测控制理论,结合约束条件和优化目标函数,将控制算法转化为标准二次规划问题,设计了4WIS路径跟踪控制器;然后利用Matlab/Carsim联合仿真平台,进行双移线工况下的仿真试验,最后验证控制算法对速度和路况的鲁棒性,分析了控制器参数对算法实时性的影响.     

极低车速下三轴转向车辆机动性的分析与验证

从多轴转向车的实际运行工况出发,以三轴车为例对低速下多轴车的机动性进行研究.建立了三轴车辆的二自由度模型,提出了以最小转弯半径为目标的控制策略,与目前最常用的零质心侧偏角控制策略进行比较分析,并利用制作的模型车进行操纵稳定性仿真、实验验证对比,论证了该控制策略的可行性.     

多轴转向汽车角阶跃输入的稳态响应特性

基于两轴车转向基本理论,建立了适用于任意轴数转向的多轴车线性两自由度刚性转向模型,详细推导了两自由度转向模型的运动微分方程.对角阶跃输入下的稳态响应进行分析,得到稳态响应表达式,分析出3种不同转向类型满足的条件,研究了各轴间距及其刚度对操纵稳定性的影响,对多轴车整车布置提供了很好的参考价值.针对某型号8轴车进行稳态响应分析,同时利用多体动力学软件SIMPACK进行仿真,得出该车为不足转向特性,验证了两自由度模型的正确性.     

多轴转向汽车角阶跃输入的稳态响应特性

基于两轴车转向基本理论,建立了适用于任意轴数转向的多轴车线性两自由度刚性转向模型,详细推导了两自由度转向模型的运动微分方程.对角阶跃输入下的稳态响应进行分析,得到稳态响应表达式,分析出3种不同转向类型满足的条件,研究了各轴间距及其刚度对操纵稳定性的影响,对多轴车整车布置提供了很好的参考价值.针对某型号8轴车进行稳态响应分析,同时利用多体动力学软件SIMPACK进行仿真,得出该车为不足转向特性,验证了两自由度模型的正确性.     

智能汽车仿人转向控制驾驶员模型分析

为使智能汽车的弯道行驶具备人类驾驶员操控特征,基于最优曲率预瞄驾驶员模型与T-S模糊推理算法,提出了一种预瞄点横向和纵向自适应调节的仿人转向控制驾驶员模型.在封闭城市双车道弯道工况下,采集了熟练驾驶员在不同车速行驶下的弯道轨迹数据,分析得出了目标行驶轨迹.基于蚁群算法对预瞄点横向和纵向调节模糊规则进行了优化,在PreScan中构建了连续多曲率弯道仿真场景,并基于驾驶模拟仪所采集到的熟练驾驶员驾驶轨迹,对所提出的驾驶员模型的仿人转向特性进行验证.结果表明:优化后的仿人转向驾驶员模型与熟练驾驶员的行驶轨迹相似程度较好,优于最优曲率预瞄驾驶员模型或预瞄距离自适应的驾驶员模型.     

纯电动汽车低速转向差速控制模型

针对四个轮毂电机驱动的纯电动汽车,基于高效及简化差速控制技术的思想,利用Mat-lab/Simulink构建了适用于纯电动试验样车的阿克曼转向差速模型.在所建立的模型基础上,仿真研究了纯电动汽车四个车轮在不同转速和转角下的转速特性,并进行了左转向时各个车轮转速的对比、仿真车轮速度与实际车轮速度的对比及差速模型局限性分析.结果表明,所采用的阿克曼差速算法完全满足试验样车转向差速的需求,可为差速控制提供可靠的理论依据.     

四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制

针对四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制问题,建立了七自由度整车模型和Dugoff轮胎模型.基于滑模控制理论,选择质心侧偏角和横摆角速度两者为联合控制变量,并以汽车车速和路面附着系数为输入,运用模糊控制理论确定联合控制变量的联合控制参数,设计了四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制策略.在Matlab/Simulink环境下选取不同车速、不同路面附着系数进行了连续转向行驶和突然转向行驶的仿真分析.结果表明,所设计的控制策略能够将质心侧偏角和横摆角速度控制在稳定范围内,使车辆在任意转向行驶工况下保持稳定,最大限度地提高轮毂电动汽车的转向稳定性.     

基于改进PSO的智能车辆转向自适应PID控制

针对智能车辆转向系统的复杂,非线性和时变性,提出了基于改进粒子群算法的自适应PID控制,在该控制系统结构中,采用改进粒子群算法获得PID参数在线调整的信息,完成PID控制器参数的在线自整定,实现智能车辆转向的智能控制.实验结果表明,与常规的PID控制方法相比,该方法具有较高控制精度,较强的自适应性和鲁棒性,完全可适用于智能车辆转向系统的控制.     

汽车电动助力转向系统的模糊自调整控制研究

文章通过对汽车电动助力转向系统的结构及其动力特性分析,建立数学模型,设计了一种自调整因子的模糊控制系统。采用参数自整定模糊控制器,即在常规模糊控制器的基础上选择适当的调整算法,在线整定kTst、kTsw和kU,以扭矩传感器测得的力矩Tsw和其变化率Tsw为控制器的输入,电机电压为控制器输出,以使系统性能达到预定要求。仿真结果表明,这种控制器能得到很好控制效果。     

基于状态反馈的四轮转向汽车最优控制

为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势,对车辆转向的理想状态进行了分析,构建了理想转向模型.依据具有二次型性能指标的最优控制理论,以车辆转向理想模型作为跟踪目标,采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略,对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行了研究,并推导了后轮转角最优控制算法.利用Matlab/Simulink工具,对所提出的后轮转向最优控制方法在不同侧重的权值下,分别与比例控制四轮转向汽车和传统的前轮转向汽车进行了动力学仿真对比.仿真结果表明:所设计的后轮转角最优控制器改善了车辆转向的瞬态与稳态响应特性,其瞬态响应的超调量减少,稳定时间缩短;侧向滑移的稳态值有所降低,从而提高了车辆转向的操纵稳定性.     

无人驾驶车转向系统自抗扰控制的研究

针对无人驾驶车转向系统具有一定的非线性,工作载荷变化大,易受外界干扰影响的特点,在分析转向系统动力学特性的基础上,依据自抗扰控制技术,设计了二阶自抗扰控制器．采用七自由度非线性车辆模型进行仿真研究,结果表明：二阶自抗扰控制器可以有效实现转向系统转角的控制,且具有较高的精度、更宽的控制范围以及很强的鲁棒性．     

车辆转向工况准确模拟方法研究

 以虚拟轮胎与地面间的相互作用力为思路,构建由电动助力转向系统、转向阻力矩加载装置及测控系统组成的车辆电动助力转向系统(EPS)试验平台,研究车辆转向工况的准确模拟方法。设计双闭环实时控制策略,以提高力矩加载装置伺服电机的力矩输出精度,并从软件、硬件层面设计伺服电机防超程控制策略,以保障试验平台应用过程的安全性。对某乘用车原地转向工况进行EPS 试验平台模拟试验,并对试验平台控制系统的实时性进行硬件在环试验,结果表明,设计开发的控制系统及其控制算法能够满足实时性、准确性要求,实现了车辆转向工况在EPS 试验平台上的准确模拟,可为车辆EPS 控制器的开发、调试提供良好的试验环境。     

汽车操纵稳定性可视化仿真技术分析

利用可视化仿真技术对汽车的操纵稳定性进行了仿真分析,采用动力学仿真分析软件与虚拟现实软件相结合的方法在虚拟试验场中对汽车的数字化模型进行了可视化仿真分析。可视化仿真系统的建立能够模拟汽车试验场中的场景,为汽车操纵稳定性的主观评价提供了平台,这在一定程度上弥补了传统设计方法的不足,降低了样车试验成本,在实际生产中具有实用价值。