四轮独立驱动电动汽车四轮转向控制与仿真研究

针对四轮独立驱动电动车四轮转向控制,论文研究了基于阿克曼转角的控制策略。给出了整车控制原理,设计了驱动力分配器和基于阿克曼转向原理的四轮转角分配器,应用Car Sim与Matlab/Simulink搭建了整车模型和编写了控制策略程序,选取双移线工况进行了仿真试验验证。试验结果表明:设计的四轮独立驱动电动车四轮转向控制策略能够保证汽车具有良好的操纵稳定性。     

线控转向系统主动转向控制策略研究

针对线控转向系统主动转向控制,基于自适应模糊PI控制理论进行了主动转向控制研究。确定了主动转向控制原理,设计了以实际、理想横摆角速度和实际、理想质心侧偏角的偏差为输入的自适应模糊PI控制控制器,应用Matlab/Simulink与Car Sim搭建了主动转向控制的汽车模型,选取鱼钩阶跃仿真试验对控制策略进行仿真验证。仿真试验结果表明:主动转向控制策略提高了汽车行驶稳定性。     

四轮驱动电动汽车稳定性控制模型搭建及模型准确性验证

基于CarSim/Simulink平台,搭建四轮驱动电动汽车联合仿真控制模型,在双移线工况下,验证所建立的四轮驱动电动汽车控制仿真模型的准确性,结果显示,所建立的四轮驱动电动汽车整车模型与CarSim里B级车模型性能具有高度一致性,这说明所搭建的四轮驱动电动汽车模型具有较高精确度,同时该模型的搭建也为后续的四轮独立驱动电动汽车稳定性控制奠定研究基础。     

4WID/4WIS电动车建模和特殊工况仿真

介绍了四轮独立驱动/四轮独立转向(4WID/4WIS)电动车的特点,基于Matlab/Simulink搭建了各子系统及整车的动力学仿真模型,设置了该类型电动车特有的驾驶模式选择功能。模型允许对4个车轮输入不同的驱动转矩和转角;考虑了驱动电机、转向电机的动态响应特性。针对4WID/4WIS电动车特有的蟹行、斜行和原地转向工况进行了仿真。结果表明,模型能够较好地反映4WID/4WIS电动车的动力学响应特性。     

分布式电驱动城市客车四轮转向控制策略仿真分析

利用线性二自由度整车模型和基于Simulink与Adams/Car的联合仿真模型,对分布式电驱动三轴城市客车四轮转向控制策略进行仿真分析,并根据仿真结果对控制策略进行改进。     

汽车四轮转向控制策略研究

汽车四轮转向较之常规的前轮转向可提高汽车的操纵稳定性,论文针对汽车四轮转向的操纵稳定性控制问题,设计了一种四轮转向控制策略,实现汽车不同车速下的四轮转向控制。确定了二自由度车辆转向参考模型,进行低速时前后轮转角比例控制,高速时根据参考模型和实车横摆角速度、横摆角速度偏差设计了模糊控制器进行前后转角控制。应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真,搭建了仿真模型,编写了控制算法,通过仿真实验对控制策略进行了验证。仿真结果表明:设计的汽车四轮转向控制策略使汽车四轮转向相对前轮转向有效提高了汽车的操纵稳定性。     

全方位移动微型电动车四轮独立转向系统设计与仿真分析

在研究线控四轮转向技术基本原理的基础上,设计了全方位移动电动汽车的线控四轮转向系统转向模式。四轮能实现±90°偏转的四轮转向技术,可实现任意角度的平移,绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。运用Simulink软件建立四轮独立转向模型,分析了所设计的四轮转向控制算法的可实现性。     

基于MATLAB/Simulink的车辆转向稳定性的仿真研究

汽车的操纵稳定性是衡量汽车安全性最基本的指标之一,影响汽车行驶稳定性的基本因素主要有横摆角速度与质心侧偏角,将汽车简化为二自由度模型,建立关于横摆角速度与质心侧偏角的转向微分方程。基于MATLAB/Simulink软件建立仿真模型,对前轮转向与四轮转向典型的二自由度汽车模型进行仿真分析。对比两轮转向和四轮转向的稳定性。且四轮转向采用线控转向,将线控转向系统与四轮转向系统的优点结合起来,观察采用线控对汽车稳定性的影响。     

四轮独立驱动电动汽车EPS转向特性研究

为更好地研究EPS对四轮独立驱动电动汽车转向特性的影响,运用Matlab/Simulink、Carsim建立了EPS联合仿真模型。提出基本助力控制、回正控制、阻尼控制、补偿控制策略,然后进行硬件在环试验确定其策略的有效性。试验表明:EPS控制下的四轮独立驱动电动汽车在低速行驶时使转向更加轻便;高速行驶时有更好的"路感"并提高了车辆的稳定性,从而整体改善汽车驾驶的操纵性能。     

一种分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制算法

针对四轮轮毂电机独立驱动、四轮线控转向电动汽车的过驱动系统,以提高汽车的操纵稳定性为目标,提出了一种基于伪逆控制分配的控制算法。该算法以驾驶员对转向盘和加速踏板的操纵量为输入,通过伪逆控制分配,对汽车的前、后轮转角,4个车轮的驱动力进行控制。在Matlab/Simulink仿真环境下采用8自由度非线性车辆模型对所提出的算法,进行了正弦输入工况和双移线工况的仿真,并与采用常规控制方法时进行对比。结果表明,伪逆控制分配算法提高了汽车对驾驶员驾驶意图的跟随性能,并改善了汽车的稳定性。     

基于ADAMS-Car的汽车建模与仿真研究

为了有效应用多体动力学软件ADAMS/Car进行车辆动力学研究,介绍并建立了包括汽车底盘、车身、转向、前后悬架、轮胎、动力总成等分系统的汽车整车模型,将整车系统简化为单自由度的质量-刚度-阻尼系统,建立微分方程,分别应用Matlab/Simulink和ADAMS/Car两种仿真方法,对整车模型进行了正弦激励输入下的仿真,比较计算结果可知达到稳态后的车身响应曲线非常吻合。研究表明:基于ADAMS/Car建立的整车多体动力学模型准确,可以用于实际车辆的仿真研究。     

基于整车模型的PEV理想横摆角速度确定方法

四轮独立驱动的纯电动汽车(Pure Electric Vehicle,PEV)的理想横摆角速度确定方法不同于传统汽车。为了使电子稳定程序(Electronic Stability Program,ESP)控制系统介入的时机更为恰当,提高车辆对驾驶员意图的响应性能以及避免系统介入不适当对驾驶员正常行驶意图的干扰,针对一种由4个轮毂电机独立驱动的PEV,在线性二自由度模型确定车辆理想横摆角速度的基础上,利用Matlab/Simulink建立七自由度整车模型,考虑不同路面附着系数和各轮垂直载荷的影响,提出了适用于四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的修正算法。通过对固定前轮转向角的纯电动汽车在纯路面、对接路面以及分离路面上理想横摆角速度随车速变化的仿真结果进行分析,得出了PEV理想横摆角速度的变化规律,为四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的确定提供了理论基础。     

分布式驱动电动汽车电子差速仿真研究

文章针对前轮独立驱动电动汽车转向电子差速控制策略进行研究,建立了分布式驱动电动汽车低速转向时,驱动轮转速满足阿克曼转向原理为目标的电子差速策略。基于Matlab/Simulink和Carsim建立了分布式驱动电动汽车联合仿真实验平台。仿真分析验证了低速转向电子差速控制策略的有效性。     

基于整车多体模型的电动助力转向虚拟试验

首先利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立某多功能商务车整车多体动力学模型;其次在Matlab/Simulink中设计了PID控制的电动助力转向控制器,并定义了与ADAMS/Car环境下车辆模型的数据交换接口;最后将设计的控制器在ADAMS/Car和Matlab/Simulink环境下通过输入输出接口实现联合迭代仿真,不断修正控制参数直到得到满意的控制效果。仿真结果表明,所建立的模型和联合仿真的分析方法是正确的、有效的,为加快开发汽车EPS系统的控制逻辑提供了理论参考。     

四轮独立驱动电动汽车动力学仿真分析

针对四轮独立驱动汽车在转向和变速行驶中各车轮输出转矩和功率变化规律问题,建立自然坐标系下的整车动力学模型,考虑车辆转向时的轴荷转移,并在Matlab/Simulink环境下对低速行驶的工况进行仿真。结果表明,在低速转向和变速工况行驶中,各轮的输出转矩和功率有所不同,但与理论变化趋势相吻合,进一步为各轮转矩控制策略的研究奠定基础。     

差动助力转向系统离线仿真验证

根据电动轮汽车前轮独立驱动的特点,提出了一种针对电动轮汽车的新型助力转向方式--差动助力转向.首先讨论其基本原理及结构并应用Matlab/Simulink建立了整车和转向系模型,接着给出了旨在减小参考转向手力与实际转向手力差值的左右转向轮的驱动转矩分配的控制策略,以及转向轮辅助回正控制算法.最后进行离线数字仿真,结果表明对于前轮独立驱动的电动车,所提出的差动助力转向系统既满足了转向轻便和驾驶路感良好的基本要求,又改善了转向轮回正性.     

四轮轮毂电机电动汽车行驶状态估计

针对四轮轮毂电机电动汽车行驶过程中的状态估计和在数据测量过程中由于偶然因素使观测序列中存在野值的问题,本文中提出了一种基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先利用四轮轮毂电机电动汽车的每个车轮的电机驱动力矩容易测得的优势计算轮胎的纵向力,采用Dugoff轮胎模型计算轮胎的侧向力,建立了汽车非线性3自由度车辆模型。接着通过对简单易测低成本传感器信号的信息融合实现电动汽车在行驶过程中的纵向速度、侧向速度和质心侧偏角的准确估计。最后应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真对估计算法进行验证。结果表明,基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的估计算法比扩展卡尔曼滤波估计算法更能较准确地对车辆行驶状态进行估计,且具有较好的实时性。     

基于MPC的四轮转向车爆胎稳定性控制

四轮独立转向驱动汽车相比传统车辆具有更多控制自由度,具备在高曲率跟踪精度好,低附着路面操纵稳定性优越的特点。本文针对车辆在轨迹跟踪中所面对的低附着、爆胎等紧急工况,本研究采用模型预测控制理论,针对四轮转向电动汽车的横摆稳定性问题进行了探究。以横摆角速度和横向误差为控制目标,计算出最优四轮转角和直接横摆力矩,下层采用最优转矩分配并考虑轮胎摩擦圆约束,以实现对四轮驱动电动汽车的稳定性控制。在CarSim/Simulink联合仿真整车模型中,采用参数化建模设置整车参数。通过双移线爆胎工况仿真实验分析,所提出的策略能够有效地提高四轮驱动电动汽车的轨迹跟踪精度,从而提高整车的行驶稳定性。     

汽车ABS控制策略设计与硬件在环试验验证

针对汽车防抱死制动系统ABS控制的研究,论文从实车应用角度提出了一种新型ABS控制策略。控制策略以滑移率为主要控制目标,以车轮角加速度为辅助控制目标进行了逻辑门限值控制,基于电控制动系统硬件在环试验平台,利用Car Sim与Matlab/Simulink搭建整车仿真模型并编写ABS控制策略程序,选取车辆模型和高速对开路面紧急制动仿真试验工况进行硬件在环试验验证。试验结果表明:设计的新型ABS控制策略具有良好的制动效能且提高了制动时的方向稳定性。     

基于功能安全的分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制

分布式驱动电动汽车可以实现四轮转矩分配和差动转向,提升整车的动力学控制性能和经济性,但是四轮转矩独立可控的特点也对功能安全提出挑战。当前轮单侧电机出现执行器故障失效情况时,不仅会产生附加横摆力矩降低车辆安全性,差动转向功能的存在还会使车辆严重偏航。基于此,在设计分布式驱动-线控转向一体化底盘的基础上,基于功能安全提出一种分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制策略。首先建立分布式驱动失效动力学模型,分析前轮失效对车辆状态的影响机理,发现单一的驱动转矩截断控制无法满足车辆状态修正需求;其次设计一套备用的线控转向结构,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,并用台架试验验证跟踪的准确性;然后设计自适应失效诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,在将对应轮进行驱动转矩截断后,通过模型预测控制算法对车轮转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪;最后通过仿真和实车试验验证所提失效补偿控制策略的有效性和可用性。研究结果表明：分布式驱动电动汽车前轮单侧电机失效后,备用的线控转向系统能及时矫正前轮转角,所提出的失效补偿控制策略能够快速恢复车辆的稳定性和路径跟踪能力。