商用车EPS助力控制策略的研究

为某商用车转向系统设计了电动助力转向系统(EPS)的总体布置和曲线型助力特性,并基于模糊PID控制方法设计了助力控制策略.以车辆动力学仿真软件TruckSim和Matlab/Simulink为平台,在整车动力学模型和EPS控制模型的基础上,建立了装备EPS商用车的联合仿真模型,以研究助力控制策略对EPS性能和整车操纵稳定性的影响.结果表明:与PID控制方法相比,采用模糊PID控制器的助力控制策略更能充分实现EPS的功能和改善商用车的操纵稳定性.     

Speed Control of Vehicle Robot Driver Based on Adaptive Fuzzy PID Control

针对汽车驾驶机器人采用常规PID控制时车速波动大、调节器参数调整困难等问题,提出了一种基于模糊自适应PID的汽车驾驶机器人车速控制方法.首先建立了汽车驾驶机器人多机械手协调控制模型,然后在此基础上设计了一种驾驶机器人模糊自适应PID车速控制器,实现了驾驶机器人对给定循环行驶工况的车速跟踪.试验结果表明,与常规PID控制方法相比,采用所提出的方法车速跟踪精度明显改善,车速跟踪误差在±2km/h范围内,满足国家汽车试验标准的要求,保证汽车试验数据准确有效.     

基于MATLAB/SIMULINK的汽车电动助力转向系统特性仿真

为了研究电动汽车EPS助力特性对汽车操纵稳定性的影响,在对EPS工作原理和助力特性进行分析的基础上,建立了EPS动力学方程,设计了一种能实现理想助力特性的PID控制器。基于MATLAB/SIMULINK对其进行了仿真分析,结果表明,系统加入PID控制后齿条位移、方向盘转角及检测转矩相比无控制时运行更平稳,调节时间分别缩短0.2,0.4,0.4 s;前助力转矩阶跃响应呈高频波动,电机内部的波动现象明显改善,PID控制器对于EPS的助力特性具有更好的控制效果和稳定性。     

乘用车电动助力转向系统建模与设计

提出了汽车电动助力转向系统的控制日标,并分析总结出不同工况下的控制策略.建立了电动助力转向系统模型,结合电动助力转向系统特性设计了带有串联校正的PID控制器.通过在助力控制策略下的仿真,验证了助力特性、校正方案和转向盘转角估算算法的正确性.试验结果表明,系统实际助力特性与理想助力特性之间基本一致.     

江淮瑞风S5无转向助力

<正>车型:江淮瑞风S5,装配电动助力转向系统(EPS)。行驶里程:7000km。故障现象:一辆2013年3月出厂的瑞风S5,车主反映有一次在发动机打火时,转向系统失去助力,第二次转向系统失去助力是在车速为20~30km/h的时候,驾驶员打转向盘的时候突然失去助力。失去助力后熄火再重新点火,助力即可恢复。故障诊断:接车时助力转向表现正常,故首先用诊断仪对EPS控制     

考虑预碰撞时间的自动紧急制动系统分层控制策略研究

为提升汽车的主动安全,对车辆自动紧急制动系统控制策略进行研究。利用分层控制的思想对控制策略进行建模,上层控制器为对车辆制动减速度进行决策的预碰撞时间模型,根据汽车追尾事故深度调查的驾驶员紧急制动数据分析制动系统的制动减速度,在考虑舒适性的条件下确定预碰撞时间阈值。下层控制器按照上层控制器输出的制动减速度,分析车辆轮胎模型和制动系统的关系,通过PID控制调节制动压力对车辆进行控制。在安全评价规程标准工况下验证控制策略的可靠性,通过追尾事故场景的重建来验证控制策略的有效性。仿真结果表明:设计的控制策略在相对车速65km/h以内时能有效避撞,而高于65km/h时能最大程度地降低碰撞车速,减小伤害。     

电控液压助力转向系统控制器的开发

针对传统液压助力转向系统存在的助力特性单一的缺点，增加了旁通油路，并设计了控制器，构成了助力特性可变的电控液压助力系统。通过控制步进电机带动的泄流旁通阀，改变了系统在不同车速工况下的助力特性。主要对控制器电路进行了详细设计，实现了步进电机的细分驱动控制，能根据车速的不同调节系统液压油流量。最后通过试验验证了控制器的性能。     

电动转向系统助力特性研究

以装在中型轿车上的齿轮轴式电动转向系统为研究对象，建立该系统的三自由度动态模型，分析影响转向助力特性的变量，提出简化的转向阻力计算公式及助力增益与车速关系。以实车参数为基础，得到非线性的助力特性图。通过分析该图，表明该助力特性符合实际系统的控制规律，为系统的设计与控制提供依据。此外，本文的研究方法对求不同车型的助力特性有较好的通用性。     

驾驶机器人车辆的多模式切换控制EI北大核心CSCD

为实现不同驾驶工况下精确的车速与轨迹跟踪,提出了一种驾驶机器人车辆多模式切换控制方法。通过分析驾驶机器人操纵自动挡车辆踏板与转向盘的运动,建立了驾驶机器人加速与制动机械腿和转向机械手的运动学模型和车辆纵横向动力学模型。在此基础上,设计了加速/制动机械腿切换控制器、模糊PID/模糊PID+Bang-Bang车速切换控制器和模糊PID/模糊PID+Bang-Bang转向切换控制器。加速/制动机械腿切换控制器以目标车辆加速度为切换规则,协调控制加速和制动机械腿,车速切换控制器以车速误差作为Bang-Bang控制器的模式决策准则和模糊PID控制器的输入,转向切换控制器以轨迹跟踪侧向误差作为Bang-Bang控制器的模式决策输入,并以当前与下一个控制时刻横摆角速度之差作为模糊PID控制器的输入。仿真和试验结果验证了所提出方法的有效性。     

驾驶机器人车辆的多模式切换控制

为实现不同驾驶工况下精确的车速与轨迹跟踪,提出了一种驾驶机器人车辆多模式切换控制方法。通过分析驾驶机器人操纵自动挡车辆踏板与转向盘的运动,建立了驾驶机器人加速与制动机械腿和转向机械手的运动学模型和车辆纵横向动力学模型。在此基础上,设计了加速/制动机械腿切换控制器、模糊PID/模糊PID+Bang-Bang车速切换控制器和模糊PID/模糊PID+Bang-Bang转向切换控制器。加速/制动机械腿切换控制器以目标车辆加速度为切换规则,协调控制加速和制动机械腿,车速切换控制器以车速误差作为Bang-Bang控制器的模式决策准则和模糊PID控制器的输入,转向切换控制器以轨迹跟踪侧向误差作为Bang-Bang控制器的模式决策输入,并以当前与下一个控制时刻横摆角速度之差作为模糊PID控制器的输入。仿真和试验结果验证了所提出方法的有效性。     

汽车电动助力转向控制系统的初步研究

自行设计的电动助力转向系统(EPS)由控制器、转向盘转矩传感器、车速传感器、电流传感器(在控制器内)、助力电机及减速机构、机械式转向器、蓄电池等组成。EPS的控制系统主要由控制器、传感器及信号处理电路、助力电机及驱动电路等组成。控制算法由电机助力控制算法和电机转矩控制算法两部分构成。该方案易于实现，同时又能保证转向控制系统较高的控制精度。     

Lane-following method for high speed autonomous vehicles

This paper presents a steering control method for lane-following in a vehicle using an image sensor. With each image frame acquired from the sensor, the steering control method determines target position and direction, and constructs a travel path from the current position to the target position either as an Arc-path or S-path. The steering angle is calculated from the travel path thus generated, and the vehicle follows the travel path via motor-control. The method was tested using a vehicle dubbed as KAV (Korea Autonomous Vehicle) along an expressway (Seoul Inner Beltway) trajectory with a variety of radii (50 m ∼ 300 m) while traveling at a speed of 60 km/h to 80 km/h. Compared with an experienced human driver, the method showed little much difference in performance in terms of lane-center deviation. The proposed method is currently employed for high speed autonomous driving as well as for stop and go traffic.     

电动轮驱动的轿车差速性能试验

电动轮驱动的汽车取消了机械式差速器后,在转向行驶、路面不平及车轮半径不等3种工况下,会出现差速问题。文章进行了实车转向行驶试验和车轮半径不等时的差速试验,验证了对电动轮电机控制按转矩模式控制而转速随动以实现自适应差速的控制策略。电动轮控制器可以实现很好的差速性能,说明采用转矩控制和转速随动的策略是解决汽车电子差速问题的前提和关键。     

Integrated chassis control for a three-axle electric bus with distributed driving motors and active rear steering system

This paper describes an integrated chassis control framework for a novel three-axle electric bus with active rear steering (ARS) axle and four motors at the middle and rear wheels. The proposed integrated framework consists of four parts: (1) an active speed limiting controller is designed for anti-body slip control and rollover prevention; (2) an ARS controller is designed for coordinating the tyre wear between the driving wheels; (3) an inter-axle torque distribution controller is designed for optimal torque distribution between the axles, considering anti-wheel slip and battery power limitations and (4) a data acquisition and estimation module for collecting the measured and estimated vehicle states. To verify the performances, a simulation platform is established in Trucksim software combined with Simulink. Three test cases are particularly designed to show the performances. The proposed algorithm is compared with a simple even control algorithm. The test results show satisfactory lateral stability and rollover prevention performances under severe steering conditions. The desired tyre wear coordinating performance is also realised, and the wheel slip ratios are restricted within stable region during intensive driving and emergency braking with complicated road conditions.     

电动轮驱动的电动汽车动力学仿真

采用自然坐标系下的整车动力学模型,模拟变速或转向过程中可能存在的变化情况,进行了四电动轮独立驱动的电动汽车仿真。仿真试验表明,在变速或转向的过程中,各轮的输出转矩可能会有较大差异。因此在此类电动汽车的设计中应当充分考虑对变速或转向时各轮的转矩加以控制,以提高操控性能。     

车辆转向与驱动综合控制及横向速度观测器的设计

为了实现复杂工况下车辆自动跟踪控制,建立了纵横向耦合车辆模型,研究了车辆在弯道变速行驶工况的动力学耦合控制问题,根据滑模控制以及动态表面控制理论,提出了一种基于车辆转向与驱动控制的综合控制器,并针对横向车速不可测,设计了横向速度观测器。仿真结果表明该综合控制器具有良好跟踪性能,在复杂工况下表现出较好的动、静态特性。     

Controller design for soft-disability remedy of the electric power steering system

The electric power steering (EPS) system is designed to reduce the effort exerted by driver on the steering wheel. One of the most common and critical failures of EPS is the soft-disability of the torque sensor or the loss of its signal, which leads to the instant shutdown of the EPS system while turning and causes serious traffic accidents. In this paper, a novel controller based on the self-alignment torque (SAT) estimation was designed to remedy the soft-disability of EPS system. After the SAT estimation method was verified by the empirical Magic Formula (MF) tire model, the remedy control strategy based on the SAT estimation was developed and evaluated by simulations under step and sinusoidal inputs. To further evaluate the performance of the controller on a real vehicle, experiments on a real EPS system were implemented under step and sinusoidal inputs. The results of simulation and experiment using the controller based on estimated SAT showed this controller to be feasible and capable of eliminating the abrupt reaction torque increment caused by shutdown of EPS and of remedying the soft-disability of EPS system under common input signals.     

EPS系统的控制策略研究

根据转向系统的助力特性要求,对电动助力转向系统的控制策略进行研究。建立该系统的动力学模型,对转向系统的助力控制、阻尼控制和回正控制进行分析研究。策略中主要采用PID控制方法,首先进行控制器目标电流的确定和补偿,然后对模型的电流进行仿真和验证,结果表明,此控制策略的增加转向系统的轻便性和路感。