基于模糊逻辑和GA的智能车辆横向控制算法仿真研究

控制器设计可看作一个结构和参数搜索与优化的过程。本文以模糊逻辑(FL)为控制策略，以T-S模糊神经网络(FNN)为控制结构，以遗传算法(GA)为参数搜索和优化工具，给出一种智能车辆横向运动控制器自动设计算法，并通过计算机仿真实现。结果表明，所设计的控制器具有较好的控制性能，能够有效地解决智能车辆横向运动中的非线性和参数时变性问题。     

车辆电子稳定系统的最优控制与仿真分析

在建立了车辆动力学模型的基础上,运用线性二次最优控制理论设计了车辆电子稳定控制系统,针对车辆电子稳定系统的最优控制器,分析了其能控性与能观性.以车辆质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,在MATLAB/SIMULINK环境下对该系统进行了仿真分析.仿真结果表明,利用最优控制理论设计的车辆电子稳定控制系统能有效防止车辆侧滑,提高了车辆在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下的操纵稳定性,使驾驶员能够对车辆进行正常地操纵.     

基于SIMMECHANICS的空气悬架车辆抗倾翻仿真分析

针对近年来商用车侧翻事故的凸现,提出了一种利用空气悬架提高车辆倾翻阈值,减小车辆倾翻危险的方法.根据空气悬架可变刚度的特点设计编写了控制算法,并与在SIMMECHANICS下建立的七自由度车辆模型相结合进行仿真.仿真结果表明,半主动空气悬架能够有效提高车辆倾翻阈值,显著改善车辆抗侧翻的能力,从而大大减小车辆倾翻的危险.     

一种车辆状态的非线性估计方法研究

应用Dugoff轮胎模型建立了车辆的非线性动力学方程.在此基础上,提出了一种纵向车速、横向车速和横摆角速度的非线性估计器设计方法,并基于Lyapunov稳定性理论给出了保证估计器收敛的充分条件.最后,在一个高精度的车辆动力学实时仿真环境中,将本方法与其它估计方法在不同路面条件下进行了多种驾驶工况的对比研究,并检验了本方法在丰辆参数不准确或车载传感器信号丢失时的估计效果.仿真结果表明,本方法具有较好的估计性能.     

突发事故下交通拥堵控制策略设计

突发事故在城市交通网络中经常发生, 对交通系统的正常运行带来极大影响, 因此研究突发事故下交通拥堵的控制策略具有十分重要的意义. 研究突发事故下临时性的车辆禁行设计与可变信息板选址组合优化问题. 建立了临时性车辆禁行设计与可变信息板选址组合优化的双层规划模型, 上层目标从交通管理者的角度最小化出行者的系统总阻抗, 下层模型通过基于元胞传输的仿真描述在临时性车辆禁行与可变信息诱导下出行者的动态路径选择行为, 并提出了基于遗传算法的求解方法. 通过算例, 说明本文提出的临时性车辆禁行与可变信息诱导组合控制措施能够有效地降低突发事故所导致的交通拥堵, 提高交通网络的系统性能.     

鲁棒自适应输出跟踪控制在船舶操纵中的应用

针对带有未知控制增益、常参数不确定性以及外部扰动的船舶运动非线性模型，将自适应逆推技术与Nussbaum增益方法相结合，提出一种新的非线性自适应鲁棒控制策略，实现了船舶运动航向渐近跟踪控制。在所得控制器作用下的系统性能不仅能够通过设计参数而得到保证，且可克服控制器奇异值问题。设计过程及数字仿真结果均表明，所设计的自适应非线性跟踪控制器对不确定性具有良好的适应性及鲁棒性。     

基于混合观测器的车辆质心侧偏角估算

设计了一种用于估算车辆质心侧偏角的混合观测器。该混合观测器包括一个状态观测器,一个动力学积分估算以及一个权值计算模块。其中,状态观测器是基于车辆模型建立的;动力学积分估算是基于车辆的动力学方程建立的,在积分的过程中运用了卡尔曼滤波的方法;权值计算模块由一个车辆状态判别模块和一个模糊控制器构成。采用相平面方法来判别车辆的稳定性状态,通过模糊控制器的输出权值,计算得到车辆的质心侧偏角。仿真实验结果表明,该混合观测器在不同的工况下能够很准确的估算出车辆的质心侧偏角。     

一类基于T-S模型的非线性系统模糊完整性控制

针对一类非线性系统的执行器故障,提出了一种基于T-S模型的模糊完整性容错控制设计方法。将不同模糊规则下的系统模型转化为其中一个模糊规则下的不确定性系统,分别给出执行器故障前后模糊控制器存在的充分条件,证明了两个充分条件存在交集的情况下,根据LMI原理设计的模糊完整性控制器使得在执行器卡死或失效时,仍然能够保证非线性闭环系统的稳定性。仿真算例表明了本方法的有效性。     

基于动态表面理论的车辆制动与悬架协调控制

建立了七自由度车辆非线性动力学模型,车轮制动模型以及非线性轮胎模型,以缩短制动距离和制动时间而不大幅降低舒适性作为控制策略的出发点,将主动制动与主动悬架系统进行协调控制,采用动态表面控制理论,克服了反演设计中激增项问题,依据协调控制思想,分别对制动与悬架系统设计了协调控制器,并对协调控制与非协调控制进行了仿真对比分析。结果表明:对主动制动和主动悬架系统采用协调控制,可在小幅降低舒适性的情况下获得更大的地面制动力,进一步提高了车辆的制动安全性,表明了该控制方法的有效性。     

飞行器自适应反推Terminal滑模轨迹跟踪控制

飞行器非线性动力学模型通常包含由未知外界干扰和未建模动态构成的非匹配不确定性。针对建立的飞行器纵向运动仿射非线性模型,提出了一种基于非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer, NDO)的自适应反推非奇异终端滑模(adaptive backstepping nonsingular terminal sliding mode,AB-NTSM)轨迹跟踪控制方法。设计非线性干扰观测器对未知干扰进行观测补偿,无需干扰上界先验知识。设计未建模动态自适应律,提高控制器对系统不确定性的鲁棒性。对3种不同情况的仿真表明,干扰观测器能够实现对不同干扰精确观测,仅在干扰突变时有较大观测误差。在不确定性影响下,采用提出的控制方法,系统能够实现对指定轨迹的稳定跟踪,并有效消除控制信号的抖振。     

小型汽车制动能量再生系统参数建模及仿真

针对一种型号的小型汽车制动能量再生系统, 进行了制动减速和起步加速过程相关参数建模,利用Matlab软件对此车制动能量回收及能量释放过程的车辆速度、加速度、液压蓄能器气囊压力、体积进行了仿真.通过对仿真结果的分析,得出的结论为:在制动减速过程,所选择的蓄能器能满足制动减速过程吸收完制动能量的要求;在起步加速过程,该蓄能器利用所储存的能量能够使该小型汽车起步加速到一定车速,从而满足车辆倒拖发动机,使发动机高速自行起动的要求.     

四驱混合动力轿车串联式电液复合制动仿真

针对自主开发的四轮驱动混合动力轿车,设计了串联式制动能量回收系统。基于制动安全性和最大化回收制动能量的原则,提出了ABS液压制动与再生制动协调控制的电液复合制动控制策略。该策略先根据驾驶员的操作实时计算制动强度和总需求制动力矩,然后依据制动强度大小对总需求制动力矩进行分配,并且实时检测车轮滑移率以判断是否切换到ABS独立工作模式。并在Simulink软件平台上建立了样车动力传动、制动系统及控制策略模型,分别在轻度、中度和紧急制动三种制动工况下仿真了串联式制动能量回收系统的性能。仿真结果表明:所提出的电液复合制动控制策略能有效地提高制动能量的回收效率,且在紧急制动时能保证车辆的制动稳定性能。     

液压系统半实物仿真平台设计

结合液压系统仿真计算技术和自动化试验技术,构建了液压系统半实物仿真平台,通过仿真计算模拟液压系统的环境参数和控制规律,利用实物模型模拟难以建立数学模型的液压元件。重点介绍了液压系统半实物仿真平台布局结构、仿真模型建立过程以及仿真过程控制系统,并针对某液压起竖系统进行了应用分析。     

基于CMAC的流体压力水锤控制

飞机液压系统的压力脉动是造成液压元件提前疲劳损坏的重要原因之一。飞机液压系统压力脉冲试验是产生压力水锤考核液压元件寿命的重要设备。由于该设备的数学模型是一个分布参数的非线性系统,且受到试验件的影响,较难有效的实施快速控制。提出一种CMAC与传统控制相结合的并行控制方案,利用CMAC的分类存储与传统控制的微调作用较好的实现了水锤的快速精确控制。仿真试验表明,能大大缩短波形的调整时间,且具有较强的自适应能力和鲁棒性。     

使用模糊转换器的并联机器人神经元控制

针对液压并联机器人系统存在的大不确定性及干扰，特征参数随工况及环境的变化而产生大幅度变化的特点，本文将模糊信息处理与神经元非模型控制方法相结合，设计出一种模糊转换器，提出了使用模糊转移器的神经元控制方法，对机器人的液压主动关节进行控制。仿真实验表明，这种非模型控制方法具有很强的鲁棒性和自适应性及抗干扰能力，是一种有效的液压并联机器人控制新方法。     

基于ADAMS主动悬架的液压伺服系统设计

基于ADAMS/View,建立了考虑悬架运动学特性的非线性因素的1/4汽车悬架模型,并运用ADAMS/Hydraulic模块,建立了考虑液压元件的非线性特性的液压伺服控制系统,设计了液压伺服控制的主动悬架。以模拟路面和阶跃输入作为激励,采用PID反馈控制,且与被动悬架进行比较。仿真结果表明,该方法设计控制的主动悬架,其车身垂直加速度、悬架变形和车轮动载荷都明显降低。     

基于LuGre模型的飞机助力器极限环振荡仿真研究

通过对控制网采用非线性LuGre摩擦模型，建立了助力器反馈装置的动力学模型，进而得到助力器探纵系统的非线性模型．以某型飞机液压助力器为研究对象，进行了数值仿真计算，验证了在特定条件下助力器的极限环现象。分析了助力器主要的结构参数对极限环振荡的影响，仿真结果表明较小的控制阀阀口面积梯度，较小的反馈比对助力器抑制极限环振荡有较大作用。     

液压位置伺服系统协同控制仿真研究

研究了基于HOPSAN和MATLAB／SIMULINK的多领域协同控制仿真技术，并用此技术对一液压位置伺服系统进行了控制仿真。结果表明，这种协同控制仿真技术可以综合液压系统专家、控制技术专家、计算与计算机技术等专家的优势，为协同研发搭建一个的支撑平台，能够高效、经济、可靠地处理液压伺服系统非线性建模和优化控制问题。     

风力机阀控液压马达变桨距位置控制系统仿真

针对大型风力机比例阀控液压马达变桨距位置控制系统进行仿真研究。首先,建立了比例阀控马达系统数学模型,确定系统的特性。然后,选取适当的风速模型,并通过风速与变桨距负载的关系获得系统负载的目标参数。最后,对比例阀控液压马达变桨距位置控制系统进行仿真研究,建立了主要元件与系统的AMESim仿真模型,通过仿真分析验证了比例阀控液压马达系统用于大型风力机变桨距位置控制的可行性。     

基于路面识别的HEV制动系统控制算法研究

为实现ISG混合动力汽车最大限度地回收再生制动能量,并保证其制动安全性,提出了一种协调再生制动系统和液压制动系统制动力矩动态分配的控制算法。该控制算法以路面识别为基础,以在制动过程中车轮滑移率为路面的最佳滑移率为控制目标,实时计算并动态调整前后轮液压制动力矩和再生制动力矩,保证在制动过程中车轮获得最大的附着系数。仿真结果验证了所制定的控制算法的稳定性和有效性。

Abstract：

In order to recycle braking energy as much as possible and ensure the safety in braking for ISG Hybrid Electric Vehicles,a novel coordinated control algorithm was proposed for dynamical distribution between regenerative braking torque and hydraulic braking torque.To assure that the adhesion coefficient of wheels is maximal during braking,the control algorithm based on the Road identification synchronously calculates and dynamically adjusts front wheel hydraulic braking torque,rear wheel hydraulic braking torque,regenerative braking torque and makes Slip Ratio of wheels equal to Optimal Slip Ratio all along.The simulation results show that the proposed control algorithm is steady and effective.