三轴车辆全轮转向最优控制EI北大核心CSCD

为提高三轴车辆在正常行驶工况下的操纵稳定性,综合考虑车辆的低速和高速转向性能,提出了三轴车辆全轮转向最优控制策略。建立了三轴全轮转向车辆的线性2自由度模型,分别制定了车辆低速和高速时的控制目标并建立了相应的理想模型,应用线性二次型最优控制中的状态调节器理论,采用前馈加状态反馈跟踪理想模型的控制方法设计了全轮转向最优控制系统,最后利用MATLAB/Simulink建立了控制系统仿真模型,对控制系统在不同车速下的控制性能进行了仿真。结果表明,全轮转向最优控制方法低速时可使车辆具有所在车速下的最小转弯半径,高速时在改善车辆稳定性的同时不增加驾驶员的操作负担。     

行星齿轮式转向机构设计的研究

为设计出合理的行星齿轮式转向机构,首先分析了转向机构的工作原理和设计参数的影响;然后根据车辆动力学和四轮转向技术等相关理论,以零质心侧偏角控制策略为目标,分析了车辆在不同转向情况下前后轮的转角关系,确定了转向机构的设计参数;最后以某车辆为例,设计出合理的转向机构,建立了该车的虚拟样机模型并进行了操纵稳定性仿真,结果表明,行星齿轮式转向机构能大大提高车辆低速时的机动性和高速下的操纵稳定性.     

多轴转向车辆动态转向控制策略研究

为了提高多轴转向车辆的转向安全性和操纵稳定性,对基于零侧偏角比例控制策略的多轴转向车辆的普适动力学模型进行了推导,并利用ADAMS/View和Easy5软件建立了三轴转向车辆的机电液一体化联合仿真模型.仿真分析了不同工况下,各轴转向油缸受力的变化规律、车轮转角的变化规律、质心侧向加速度和横摆角速度的变化规律等.最后,针对质心零侧偏角比例控制的缺点,提出了一种系数改进法,该方法对提高多轴转向车辆高速的灵活性和稳定性具有重要的意义.     

多轴转向汽车的优化设计

1前言 近年来,随着重型车辆的飞速发展,用户对它的性能要求已越来越高.由于转向性能直接影响整车的机动性、灵活性、操纵稳定性和使用经济性,因此对重型车辆的转向系统提出了更高的要求.多轴转向汽车的转向系统的设计需要优化转向系结构来实现最佳的转向过程(转向时所有的转向轮都处于纯滚动状态或者只有极小的滑移),达到最小的轮胎磨损,减小转弯半径和转向阻力矩的目的.     

多轴车辆第三轴电控液压转向控制系统设计

多轴车辆转向时后轮不随动转向容易造成后轮偏磨,针对某款8×2多轴车辆,开发出一种电控液压转向技术,前后车轮的转角关系通过阿克曼转角关系得到。为提高转向系统的稳定性,控制器采用PID闭环控制。经过台架试验及实车试验,多轴车辆转向效果良好,后轮无磨损。证明这种电控液压转向技术用在多轴车辆上是完全可行的,解决了8×2多轴车辆的第三轴轮胎在转向时的偏磨问题。     

基于MATLAB的主动后轮转向控制策略建模、仿真及实测分析

基于二自由度车辆动力学模型,利用MATLAB建立了车辆主动后轮转向系统的控制策略模型。采用某后轮转向样车参数,对控制模型进行了仿真分析,以研究主动后轮转向对车辆横摆角速度、侧向加速度等动态指标的影响。之后通过实车测试分析,验证了控制模型的有效性。仿真及实车测试结果一致表明,主动后轮转向能够在低速时提升车辆的灵活性,高速时提升车辆的稳定性,很好地改善车辆的动态转向特性。     

重型特种车辆多轴转向技术的优化设计

介绍了重型特种车辆多轴转向技术的优化设计目标和方向，概括地分析了转向梯形机构，纵向传动机构和转向系统子构件的优化目标，以及建立数学模型和约束条件时应考虑的因素。     

电动转向系统——四轮转向系统

德尔福集团研制出的Quadrasteer~(TM)四轮转向系统是德尔福集成安全系统(ISS)的一个组成部分,是大型车辆(尤其是带挂车运输)方面的一项技术突破。 Quadrasteer~(TM)四轮转向系统通过电子控制改变皮卡、大型客车、运动型多功能车(SUV)等大型车辆的后轮方向,缩小转弯直径。在高速行驶时可改善车辆稳定性和可控制性。在低速行驶时可使其更易操控。     

基于非线性模型的全轮转向重型车辆相平面特性分析

为确定全轮转向重型车辆高速失稳边界,采用非线性控制理论研究了车辆失稳区域的确定方法。针对某双前桥转向三轴车辆,研究其相平面特性的影响因素,选取能够较好描述车辆高速稳定性状态的相平面。基于选取的车辆高速稳定性表征相平面,分析其稳定性影响因素,并确定稳定性区域。     

汽车四轮转向技术研究综述

作为线控转向技术的应用场景之一,四轮转向(4WS)技术能够改善车辆低速行驶的灵活性和中高速行驶的操纵稳定性。文章主要从4WS结构方案、控制策略和失效容错方案3个方面进行文献综述,分析当前汽车4WS技术中的主要研究方法和成果,为进一步研发安全可靠的四轮转向系统提供借鉴。     

可变转向比技术在汽车转向系统的应用

现在人们对汽车驾驶的舒适陛和安全性要求越来越高,汽车传统的转向系统无法满足低速时的灵活性与高速时的稳定性要求,可变转向比技术的应用,有效地解决了这一矛盾。文章介绍了当前应用和开发的可变转向比转向系统,指出该系统使汽车具有一定的智能化,提高了驾驶的安全性和舒适性,可变转向比技术是未来转向系统的主要发展方向之一。     

分布式驱动电动汽车转向工况转矩分配控制研究

针对分布式驱动车辆转向工况在低速下期望提高转向机动性能，高速下期望保证行驶稳定性的需求，充分考虑转向行驶内外侧车轮的转向关系以及车辆动力学，制定了适应车速变化的四轮转矩分配策略，建立了四轮轮毂电机驱动模型以及二自由度参考模型。为了改善分布式驱动转向机动性能，建立自抗扰控制器调整内外侧车轮转矩，形成合理的转速差，减小转向半径，以提高转向机动性；对于高速转向行驶稳定性的需求，通过二次规划方法优化分配各车轮驱动力矩，分析轮胎纵横向附着裕度建立目标函数，并加入附加横摆力矩和路面附着力的限制，进行车轮驱动转矩的在线优化分配，提高车辆转向行驶的稳定性；另外为避免2种控制模式转换时驱动转矩突变，根据车速和稳定性参数制定模糊规则决策2种模式的协调系数，保证2种控制模式的平滑过渡。基于CarSim和MATLAB/Simulink进行联合仿真，并搭建硬件在环平台进行试验，对所提出的方法进行验证。结果表明：在低速转向工况下，提出的分配策略能够调节内外侧车轮产生差速效果，与转矩平均分配的策略相比，转向半径有所减小，提高车辆机动性；高速转向工况下，分配策略能够保证车辆稳定转向，与未考虑稳定性控制的分配策略相比，能更好地跟踪目标轨迹，且横摆角速度控制在参考横摆角速度附近，证明了所提控制策略的有效性。     

五轴转向重型汽车转向性能的研究

以多体系统动力学理论为基础,利用ADAMS建立了五轴转向重型汽车的整车虚拟样机模型,对该模型进行了仿真分析.由分析结果可知,转向轮转角越大,轮胎磨损越严重.为提高重型汽车的灵活性,延长轮胎的使用寿命,对该模型进行了优化.通过仿真分析可知,优化后的转向性能明显提高.同时分析比较了五轴转向重型汽车与前两轴转向重型汽车的转向性能,结果表明,五轴转向重型汽车转弯半径小,轮胎磨损小.     

电动助力转向系统的回正与主动阻尼控制策略研究

针对配备电动助力转向系统的车辆低速时回正性差,而中高速时又容易出现回正超调的现象,提出了一种新型的回正与主动阻尼控制策略。该控制策略以功能原理为理论基础,可以随车速和转向盘转角的不同而调整回正力矩或阻尼力矩的大小。实车试验的结果证明,该控制策略能够改善车辆低速时的回正性,抑制车辆中高速时的回正超调现象,并且在施加了回正与主动阻尼控制后,驾驶员的操纵手感没有受到不良的影响。     

四轮转向汽车的控制策略

四轮转向汽车能有效地提高低速时的机动性和高速时的操纵稳定性，从心理上和体力上减轻驾驶员的负担。分析和总结了四轮转向汽车的控制策略及其控制目标，介绍了几种典型的前馈型与反馈型控制方案，指出了四轮转向系统控制所面临的困难，并展望了其发展方向。     

三轴汽车前后轮角输入时的响应特性

本文详细推导了三轴汽车线性二自由度模型的运动微分方程，分析了汽车对前后轮角输入时的移居记响应特性。从汽车动力学的角度讨论了前后轮转应具备的比例关系。该方法同样适用于其它多轴汽车的建模分析。     

汽车线控转向系统的关键技术及发展前景

线控转向（ Steer-By-Wire,SBW）系统,指通过通讯网络连接各部件的控制系统,取消了传统的机械式转向装置,转向器与转向柱间无机械连接。该系统转动效率高,响应时间快,降低车辆底盘开发成本,改善车辆驾驶特性,并且利于环境的保护,在一定程度上提高了车辆的操纵稳定性、汽车碰撞安全性和整车主动安全性等。主要研究了汽车线控转向系统的关键技术,对线控转向技术的发展进行了前景的展望。     

基于 MPC 的分布式驱动越野车辆原地转向控制研究

针对轮毂电机分布式驱动越野车辆在狭小空间快速机动的需求，设计了一种分层结构的原地转向控制策略。基于动力学原理分析了各轮载荷、附着条件对原地转向横摆速度的影响机理，并搭建原地转向运动学模型，上层采用模型预测控制算法设计原地转向理想轨迹以及期望的横摆角速度，开发基于 PI滑模控制的横摆运动跟踪算法，通过补偿转向横摆力矩以提高方向角控制的鲁棒性和稳定性，下层以最优轮胎利用率为目标，设计二次规划算法优化分配各轮附加横摆力矩。dSPACE 硬件在环测试结果表明，所提出的控制算法可在保证稳定性的前提下实现原地转向，大幅提高了车辆的转向机动性，在方向盘动态输入仿真中，车辆最大转弯半径为 0.157 m，转向中心的最大偏移量为 3.610 m；同时，驾驶员能对转向过程进行闭环控制，实现了原地转向过程中横摆速度的实时调节。     

电动助力转向系统回正控制算法研究

提出了一种电动助力转向系统回正控制算法以提高转向盘的回正性。开发了一种基于转向盘转角估计的PID控制算法，该控制算法不需要转向盘转角或者电动机转速传感器，降低了控制系统的成本。同时，对提出的控制算法进行了仿真，并与其它回正控制算法的试验进行对比，结果证实此算法可提高转向盘的回正性和稳定性。     

基于增益模糊滑模变结构的线控液压转向控制

在分析全液压转向结构与转向偏差机理的基础上,设计了一种线控液压转向系统以实现车辆转向同步,消除转向偏差;针对现有方法确定的期望转向曲线可跟踪性差而无法实现转向同步,提出一种基于转向效率的期望转向曲线及其可行域确定方法,以最大、最小转向效率对应转向曲线为期望转向曲线可行域的上、下边界,确保期望转向曲线的可跟踪性;针对系统扰动不确定性及油液泄漏非线性,基于组合趋近律滑模控制,并引入饱和函数代替符号函数,在一定程度上抑制了控制系统的抖振;由于组合趋近律增益自适应性不足,导致车轮转角及角速度发生变化时,存在系统动态响应能力差的问题,通过分析车轮转角、角速度与趋近律增益的关系,制定了基于车轮转角及角速度的模糊规则表以自适应调整趋近律增益,实现增益模糊滑模控制,进一步提高油液补偿自适应能力和线控液压转向系统的鲁棒性;最后基于MATLAB/Simulink进行了仿真和试验验证。结果表明：提出的基于转向效率的期望转向曲线均具有良好的可跟踪性能;增益模糊滑模变结构控制具有良好的动态响应特性及控制精度,可有效地消除转向偏差,实现线控液压转向系统的同步转向。