汽车动力系统的滑模控制

汽车动力系统是一个非常复杂的系统，不仅系统的参数较多，而且有着非常严重的非线性，这使得汽车动力系统不易在线辨识，只能选用鲁棒性控制，本文采用滑模控制理论进行控制器设计，对基于循环的增压柴油发动机离散平均值模型和基于时间的传动系平均值模型进行了多级滑模面的串级滑模变结构控制，最终使车速信号能精确地跟踪给定的车速参考信号。     

汽车车速信号采集与传输的方法

随着汽车电子化程度越来越高,车速信号应用的范围也越来越广泛。通过特定的传感器产生与汽车车轮的转数成正比的脉冲信号,在汽车内部ECU中,通过一定的公式计算采集到的脉冲数,来反算出车速。车速信号被广泛的应用于导航系统、车道偏离系统、自适应巡航系统中,汽车车速的准确与否直接关系到汽车安全及可靠性。     

多参数检测下载货汽车制动过程危险状态辨识

制动系统相关故障和行车间距不足是导致载货汽车追尾和侧翻事故的主要原因，通过制动危险状态及其影响因素的分析，搭建车辆在途状态检测装置，获取载货汽车载荷、车速、制动系统状态数据；基于传感器数据进行了制动蹄片磨损程度异常、制动蹄片温度异常状态和制动灯故障等单参数制动危险状态辨识；通过对制动过程中车辆进行动力学分析，建立了多参数制动距离计算模型，为标定模型参数，设计并完成了车辆滑行试验；通过仿真及实车试验，对载货汽车制动距离模型的有效性进行了验证。基于多参数制动距离模型，提出了一种检测载货汽车制动过程中的危险状态的方法。     

汽车车速里程表及其速比的计算方法

车速里程表作为汽车仪表的重要部件,其指示精度非常重要。本文介绍车速里程表的工作原理、信号取向和标度盘的设定,给出了车速里程表速比的计算方法。     

转向柱后倾角对三轮汽车前轮自激摆振特性影响

为获得转向柱后倾角对三轮汽车摆振影响,以国产某型三轮汽车作为样车,对其转向系统进行了简化,建立了二自由度前轮摆振系统动力学模型。基于以上模型,运用数值计算方法,得到了随车速变化的前轮摆振系统振动特性及转向柱后倾角变化对其的影响。结果表明,减小转向柱后倾角,能有效减小三轮汽车前轮自激摆振的速度区间。而当车速较高,前轮摆振系统发生自激振动时,减小转向柱后倾角能有效地降低前轮自激摆振极限环幅值和频率,甚至消除自激摆振现象。     

汽车动力传动系扭振减振器对扭振固有特性影响分析

本文基于装备有离合器从动盘式扭振减振器和双质量飞轮式扭振减振器的汽车动力传动系统，进行了系统扭振固有特性计算分析模型的建立，采用广义Ｊａｃｏｂｉ算法计算出各振扭振系统模型的固有特必和固有振型并进行了临界速和临界车速的计算分析，得出了双质量飞轮式扭振减振器对汽车动力传动系统扭振固有特性的影响特点，对汽车动力传动系统的扭振分析和计算具有有重要的实际指导意义，并为双质量飞轮式扭振减振器的设计提供了有力的     

汽车最大加速噪音和车速电子计算机识别技术

本文从原理上说明行驶中的汽车所发出的噪声中包含有发动机的转速信号和汽车速度号。说明在汽车上不装任何传感器的情况下,只要测得驶过汽车的噪声信号,即可分离出噪声频谱以及在此同一时刻的即时发动机转速和即时车速。本文着重叙述按照国家标准进行的汽车加速工况下的最大加速噪声识别技术,发动机即时转速和即时车速识别技术。给出了两种电子计算机的最大加速噪声频谱分析和发动机转速及汽车即时车速分离计算的信号处理方法和电子计算机程序框图,给出几种特定工况下的计算机处理结果。速度信号的求得简化了汽车噪声源识别试验和处理方法,使CA—151K柴油汽车的降噪试验和计算机分析简便迅速。     

汽车车速控制系统的开发

本文对汽车车速传感器测试系统的组成和工作原理以及测试项目和方法进行了详细介绍，该系统能得到被测对象性能的准确记录，是基于霍尔车速传感器的全国首创的智能测试系统。     

智能网联环境下的混合动力汽车分层能量管理

为实现混合动力汽车的实时最优能量管理,提出一种基于智能网联的分层能量管理控制方法。上层控制器利用交通信号灯正时求解目标车速的范围,而采用快速模型预测控制(F-MPC)算法预测给定时间窗口内的最优目标车速序列。下层控制器根据最优目标车速序列,利用基于威兰斯线方法的等效燃油消耗最小策略(WLECMS)进行混合动力汽车能量管理。硬件在环试验结果表明,所提出的基于智能网联的上层控制器可避免混合动力汽车红灯停车,而F-MPC可实现与MPC相近的最优车速预测和燃油经济性,且每一时间步长的计算时间可缩短到MPC的7.2%;WL-ECMS可实现良好的车速跟随,百公里油耗与ECMS相当,且每一时间步长的计算时间可缩短到ECMS的1.48%。     

基于MC33991的车速表设计

MC33991是飞思卡尔半导体公司生产的专用于仪表的两相步进电机驱动器，可以灵活地驱动控制步进电机并能及时反馈步进电机的工作状态，适用于设计汽车指针式仪表。本文介绍MC33991的特点和使用方法，并利用MC33991和微控制器MC68HC908GRl6设计了汽车车速表。详细阐述车速传感器的信号调理和MC33991与微控制器的接口电路，以及车速在仪表盘上对应位置的计算。     

基于遗传算法的车辆行驶速度的模糊控制研究

研究并建立车辆行驶速度控制系统的数学模型,对这一复杂的高阶、非线性、时变系统,提出一种基于遗传算法的车辆行驶速度模糊控制新方法,该方法较常规的模糊控制具有更优的控制性能。仿真实验结果表明该车辆行驶速度遗传算法的有效性。     

基于带切换增益模糊调节的滑模控制算法的车辆电液制动系统

针对汽车线控电液制动系统建立了单轮车辆模型,研制了一种新的状态观测器对车速进行估算,试验结果表明该方法正确实用.采用切换增益模糊调节的滑模控制算法对非线性时变的车辆实施基于最佳滑移率的制动控制,在Matlab/Simulink中的仿真结果和验证试验都表明在汽车线控制动系统应用该算法是可行、有效的,在该算法的控制下汽车可获得比一般滑模控制更好的制动性能.     

Velocity and normal tyre force estimation for heavy trucks based on vehicle dynamic simulation considering the road slope angle

A precise estimation of vehicle velocities can be valuable for improving the performance of the vehicle dynamics control (VDC) system and this estimation relies heavily upon the accuracy of longitudinal and lateral tyre force calculation governed by the prediction of normal tyre forces. This paper presents a computational method based on the unscented Kalman filter (UKF) method to estimate both longitudinal and lateral velocities and develops a novel quasi-stationary method to predict normal tyre forces of heavy trucks on a sloping road. The vehicle dynamic model is constructed with a planar dynamic model combined with the Pacejka tyre model. The novel quasi-stationary method for predicting normal tyre forces is able to characterise the typical chassis configuration of the heavy trucks. The validation is conducted through comparing the predicted results with those simulated by the TruckSim and it has a good agreement between these results without compromising the convergence speed and stability.     

4WS汽车操纵稳定性建模和仿真研究

从改善汽车操纵稳定性角度出发,全面考虑轮胎载荷、转向系等对四轮转向汽车操纵稳定性的影响,建立4WS（4 Wheel Steering System）整车操纵稳定模型。并用Matalab/simulink进行了模拟仿真研究。比较性地研究汽车在低速和高速时控制方式的特点和不同之处。本模型为4WS汽车设计改进优化提供一种手段和方法,同时,为4WS汽车理论研究和试验校核提供了参考。     

串联式混合动力电动汽车发动机转速新型PID控制

在混合动力电动汽车中发动机转速的优化控制是降低油耗、减少排放的关键。而发动机转速系统是一个复杂的变参数非线性系统，且很难获得其准确数学模型。本文在常规的PID控制的基础上引入单神经元自适应控制，提出了发动机转速控制的优化目标。台架试验证明控制器能够较好地实现对发动机转速控制。     

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。     

电动汽车纵向加速度控制仿真研究

提出一种基于电动汽车变速均匀性控制的加速度模型,在对永磁同步电动机驱动系统分析的基础上,建立系统单变量CARIMA模型,采用递推最小二乘法对模型参数进行辨识;并设计速度预测PI控制器,以柔化加速度变动带来的冲击。最后对电动汽车的变速过程进行仿真,仿真结果表明:该方法能够实现对电动汽车纵向加速度的有效控制且鲁棒性强。     

一种降低人-地撞击损伤的车辆制动控制方法

为降低车人碰撞事故中人与地面撞击所致损伤,提出一种车辆制动控制策略。该策略在检测到人体头部与车辆首次接触后松开车辆制动,之后依据若干准则再次完全制动车辆直到车辆停止。选择10种车型、两种制动方法(完全制动和控制制动)和一个虚拟仿真系统(包含3种车速×4种行人尺寸×2种行人步态)设计了共480次MADYMO仿真试验。结果发现控制制动能降低人-地撞击所致损伤但不会加重车辆的损伤,且能将83.75%案例中车辆与人体主要部位首次触地点位置之间的距离缩短至1 m内。进一步讨论了车型和车速对制动控制策略防护效果的影响、人车首次接触与再次完全制动车辆的时间间隔取值规律和控制制动中损伤加重案例的原因等问题,为今后开发更实用且高效的制动控制策略提供技术支持。     

阵风下高速列车-独塔斜拉桥耦合振动分析

大跨度桥梁一般较柔且桥面较高,车辆与桥梁间耦合作用明显,桥面风速较大时车辆风荷载也将增大,列车-桥梁系统抗风安全性成为重要课题。为了研究阵风环境下高速列车驶过独塔斜拉桥时的耦合振动特性,利用有限元方法建立多自由度有限元独塔斜拉桥子系统（转为线性弹性体）,利用多刚体动力学方法建立CRH3四动四拖八辆编组高速列车子系统,在两子系统基础上,搭建起高速列车-独塔斜拉桥刚-柔耦合大系统。利用线性滤波法并考虑空间竖向和横向相关性生成了空间脉动阵风,其作为外部激励输入车-桥系统中,选用Park数值积分方法进行了求解。在此基础上,通过时域/频域方法分析阵风激扰对车-桥系统的影响,并继续研究风攻角、行车速度对车辆安全运行的影响,并得到相应条件下的车速限值。研究结果表明：利用有限元与多体动力学方法结合的刚-柔耦合系统同时阵风作为激励输入,可以有效模拟风-车-桥系统;空间脉动阵风使得车-桥系统各动力学响应明显加剧,并激起车辆及桥梁的低频振动;车速提高使桥面低频及车辆中低频振动被激起,振动向更高频率移动;风攻角在60°~90°时影响最大;在预设条件下,车速为230 km·h^-1时,列车轮重减载率已超过安全限值（0.8）,此时列车在桥梁上行驶安全已无法得到保证。     

风-浪联合作用下大跨度桥梁车-桥耦合振动分析

为研究波浪对跨海桥梁风车-桥耦合振动系统的影响,针对跨海桥梁所处风大、浪高的极端环境,建立了波浪-风-列车-桥梁动力模型,将风场视为空间相关的平稳高斯过程,高速列车采用质点-弹簧-阻尼器模型模拟,精细化全桥模型通过有限元方法建立,考虑风-列车-桥梁之间的耦合作用,波浪作为外部荷载施加到该耦合体系中。以主跨532 m某海洋桥梁为例,通过自主研发的桥梁科研软件BANSYS （Bridge Analysis System）,分析了波高、风速、车速对耦合模型车辆和桥梁响应的影响。结果表明：风车-桥耦合振动体系的车辆和桥梁响应受波浪影响显著,车辆和桥梁响应在与波浪荷载一致的方向增加显著,15 m·s^-1风速下,考虑波浪影响的车辆横向加速度最大值约是不考虑波浪时的1.3倍,考虑波浪影响的跨中横向位移最大值约是不考虑波浪时的22倍,而在非一致方向波浪对车-桥响应的影响较小;不同风速下,波浪对车辆横向加速度影响显著,考虑波浪影响的车辆横向加速度约是不考虑波浪时的1.2倍,而车辆竖向加速度、轮重加载率、倾覆系数等指标主要受风速的影响;波浪基频与桥梁横向位移响应谱主峰频率一致,波浪已成为影响桥梁横向位移响应的控制因素;波浪减弱了车速对车-桥响应的影响,随着波高的增加,车辆和桥梁响应对车速的变化更不敏感。