四驱混合动力轿车转弯工况路径跟踪控制

针对四驱混合动力轿车,提出一种转弯工况下集成横向与纵向运动控制功能的路径跟踪控制策略.在建立车辆动力学与动力系统模型的基础上,设计了基于轨迹跟踪误差的驾驶员预瞄转向模型;采用模糊控制器确定了期望车速,对转矩分配问题进行优化研究;设计了车速与轨迹跟踪模型预测控制器;搭建了CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真模型与自动驾驶模拟驾驶器,对控制策略进行了离线仿真和硬件在环仿真试验.研究结果表明,车辆转弯过程中路径及车速跟踪效果良好,满足转弯工况路径跟踪需求.     

连续工况下基于PID+LQR算法的自动驾驶车辆横纵向耦合控制

为提高自动驾驶车辆的路径跟踪精度,针对自动驾驶车辆横纵向耦合控制问题,提出了带有前馈控制的PID+LQR联合控制策略。首先,利用二自由度车辆动力学构建路径跟踪误差数学模型,制定横纵向控制流程。随后,设计了用于横向控制的LQR控制器和用于纵向控制的PID控制器,将横纵向控制器进行整合,使得车辆在接收到决策规划系统给出的期望指令后可以进行跟踪行驶。借助CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真平台,在连续工况下对该控制策略进行测试。结果表明,提出的横纵向耦合运动控制策略可以控制车辆沿着规划的轨迹行驶,且可将跟踪误差控制在较小的范围内。     

DCT双离合器联合起步模式建模与仿真

对双离合器式自动变速器(DCT)的结构特点进行分析,建立起步过程的动力学模型.归纳车辆起步时离合器传递转矩和节气门开度的变化规律,实现发动机恒转速起步.制定1挡单离合器及双离合器同时接合的起步控制策略,并针对大油门急起步情况制定了2挡单离合器和双离合器起步控制策略.针对车辆爬行起步时容易造成摩擦片温度过高的缺点,制定双离合器交替滑磨的爬行起步控制策略,并应用积分分离PID算法仿真实现对目标车速的跟随.仿真结果表明,双离合器同时接合的起步控制策略使两个离合器共同分担总体滑磨功,有利于提高离合器寿命.     

自动膜片弹簧离合器的接合控制

自动膜片弹簧离合器的接合是由不同频率不同脉宽的开关信号驱动电磁阀来实现的,在建立膜片弹簧离合器接合控制模型的基础上,采用预测控制的方法克服了电磁阀开关的滞后。利用普通电磁阀实现高精度的控制,提高膜片弹簧离合器接合的控制性能。实验证明这是解决膜片弹簧离合器接合控制这一难点的经济而有效的方法。     

汽车拉式膜片弹簧片的优化设计

通过对离合器膜片弹簧的变形特性和多种约束条件的分析 ,在参考成熟的离合器结构参数的基础上 ,提出了一种离合器膜片弹簧的优化设计模型 ,该模型可以使离合器的后备系数稳定 ,保证离合器可靠地工作 ,并用此方法进行了实例设计 ,结果表明 :优化设计后的膜片弹簧 ,后备系数的稳定性、最大当量应力以及分离力的大小均明显高于原设计。     

汽车拉式膜片弹簧片的优化设计

通过对离合器膜片弹簧的变形特性和多种约束条件的分析，在参考成熟的离合器结构参数的基础上，提出了一种离合器膜片弹簧的优化设计模型，该模型可以使离合器的后备系数稳定，保证离合器可靠地工作，并用此方法进行了实例设计，结果表明：优化设计后的膜片弹簧，后备系数的稳定性、最大当量应力以及分离力的大小均明显高于原设计。     

开关磁阻电机电动轮驱动系统

基于汽车动力学的分析,提出了电动轮驱动系统应遵循的控制原则即输出转矩闭环控制;比较了目前常用的开关磁阻电机转矩控制策略,并提出了新的控制方案.该方案通过放置辅助检测绕组和采用硬件积分器,对电机绕组磁链进行实时检测;结合绕组电流进行转矩估算,经过转矩误差PID反馈控制,实现电机输出转矩对转矩给定指令的跟踪.建立了实际的转矩闭环控制系统并进行了实验研究.实测得到的电机输出特性证明了所提出的控制策略的正确性.     

湿式双离合器自动变速器的起步控制

针对湿式双离合器自动变速器起步平稳性差、滑摩功大的问题,根据双离合器自动变速器的自身结构特点,提出两个挡同时参与起步过程的控制策略,并给出程序流程图.采用基于模糊PID控制的离合器压力控制方法,实现了离合器压力的精确控制.通过3种不同节气门开度的起步试验和短时间连续起步停车试验,以验证该控制策略的有效性.试验结果表明,离合器压力控制算法适应性强,起步控制策略能够适应各种不同工况的起步要求.     

考虑离合器摩擦性能衰减的湿式DCT车辆起步控制研究

建立了考虑离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减的湿式双离合变速器（dual clutch transmission,DCT）车辆起步过程动力学模型,以车辆起步过程冲击度、滑摩功和起步滑摩时间为优化目标,采用线性二次型最优控制方法获得了车辆起步过程离合器最优传递转矩。针对离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减对车辆起步过程离合器压力控制的影响,提出了一种离合器压力非线性鲁棒控制策略,以实现对离合器最优传递转矩的跟踪。结果表明,所提出的非线性鲁棒控制策略能够在离合器摩擦系数变化的情况下实现对离合器最优传递转矩的有效跟踪,跟踪误差不大于0.02 N·m,且能够适应摩擦性能衰减导致不同寿命阶段摩擦系数的不同变化规律,与比例-积分-微分（proportion-integral-differential,PID）控制策略相比具有更精确的控制效果和更强的鲁棒性。     

弹载电动舵机幂次滑模反演控制

针对高频响弹载电动舵机系统存在的齿隙非线性、参数时变、未知扰动等问题,提出一种幂次型快速Terminal滑模反演控制策略.设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型,建立拟合系统的状态空间模型并划分为3个子系统进行控制设计.采用反演控制思想设计快速幂次Terminal滑模控制器,内环采用直接转矩控制控制策略,提高响应速度.应用Lyapunov方法证明闭环系统跟踪误差的有限时间收敛特性,实现了对齿隙非线性的精确补偿.实验结果验证了所提出控制策略的有效性,与反演控制和PID控制策略相比,弹载电动舵机的控制精度、收敛速度及鲁棒性有显著提高.      

汽车电控离合器的反馈线性化控制

以汽车机械式自动变速系统（ＡＭＴ）的离合器结合过程为研究对象,建立起以输入非线性动力传动系统数学模型。进一步主基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控型线性模型。对该系统实施ＰＩＤ控制,跟踪理想整车加速度,并作了计算机仿真,仿真及分析结果表明,系统稳定、跟踪性态良好。     

基于离散时间滑模控制器的自动变速器滑差控制

设计离散时间系统滑动模态变结构控制器,对闭锁离合器进行滑差控制以提高整车燃油经济性,消除发动机扭矩波动造成的传动系统冲击.采用零相位数字滤波器,以抑制滑模控制系统中的抖振.建立传动系统仿真模型对滑模控制器进行验证,并与传统比例-积分-微分(PID)控制器进行比较;通过硬件在环仿真测试车辆在十五循环工况(ECE)下有无滑差控制时的燃油消耗量.结果表明,滑差控制有效吸收传动系冲击,液力变矩器在滑差控制下的传递效率高于纯液力传动,可降低整车燃油消耗;基于滤波的滑模控制器,控制律平滑变化,具有更好的响应速度和跟踪指令信号的能力.     

基于超螺旋二阶滑模的PMSM-DTC系统研究

针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统(PMSM-DTC)易受参数变化影响及转矩脉动大的问题,提出在系统中采用空间电压矢量调制技术(SVPWM)代替传统的正弦脉宽调制(SPWM),引入控制率为超螺旋算法的二阶滑模变结构,以定子磁链和转矩作为被控对象设计控制器代替传统系统中的PI控制器。仿真结果表明,该策略不仅有效消除了一阶滑模存在的抖振问题,明显减小了系统中定子磁链和转矩脉动,且具有较强的速度跟踪能力,对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,因此可以很好地应用在电机控制方面。     

基于气动人工肌肉的混合位置跟踪控制

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一个带有自适应模糊小脑模型（Cerebellar Model Articulation Controller,CMAC）在线逼近的离散趋近律滑模混合控制器.该混合控制器中离散趋近律滑模策略产生控制器的输出;自适应模糊CMAC用以逼近气动人工肌肉系统中的不确定项.CMAC网络权值的在线学习调整保证了自适应模糊CMAC的逼近性能.对离散抗饱和PID控制器（DASPID）与自适应模糊CMAC离散滑模混合控制器（HybridC）的位置跟踪控制性能进行了对比实验.实验结果表明,HybridC较之DASPID有更好的位置跟踪控制性能.当期望参考输入为正弦信号时,DASPID的最大位置跟踪误差为±15 mm;而HybridC的最大位置跟踪误差仅为±07 mm,平均位置跟踪误差大约仅为±02 mm.并且,离散滑模所固有的抖振现象得到了有效的抑制.     

无刷直流电机的变论域模糊自适应PID控制系统设计

为了改善无刷直流电机的调速性能,针对普通模糊PID速度控制器的缺陷,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用.在Matlab仿真平台下,建立了BLDCM的模型,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制系统,其中转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器,电流环采用普通PID控制器.仿真结果表明,与常规PID控制器和普通模糊PID相比,采用变论域自适应模糊PID控制器的优势在于:转速输出无超调、响应速度快、控制精度高,具有较强的鲁棒性和自适应能力.     

交流伺服系统PFC-PID串级控制的仿真研究

为了提高交流伺服系统的跟踪性能,将预测函数控制（PFC）和PID控制相结合,提出了一种PFC-PID串级控制策略.内环采用PID控制来提高抗干扰性,把内环作为外环PFC控制的广义对象,对广义对象进行拟合简化,得到一阶加纯滞后系统,作为PFC的预测模型,外环采用PFC来获得良好的跟踪性能.通过仿真及与PID控制的比较表明,采用PFC-PID串级控制策略能够改善交流伺服系统的控制特性.     

分布式电动车的线性自抗扰稳定性控制策略

为研究分布式电动车的操纵稳定性控制策略问题,将直接横摆力矩控制器设计为2个一阶线性自抗扰控制器,用于计算车辆维持稳定所需的横摆力矩。在转矩分配方面,根据路面附着和车辆状态调节目标函数的权值,采用二次规划算法计算得到电机输出转矩。应用硬件在环仿真平台进行了正弦迟滞和正弦递增实验,实验结果表明分布式电动车的操纵稳定性控制策略能够提高车辆的操稳性能,使得控制变量能够紧密跟踪期望值。