基于LQG/LTR的电动助力转向系统控制研究

针对电动助力转向系统中可能存在的路面随机激励、转矩传感器测量所引起的干扰和噪声问题,利用Car Sim/Simulink联合仿真软件平台,建立具有EPS的整车动力学模型,基于LQG/LTR设计EPS的控制策略,并对系统进行稳定性分析。结果表明:基于LQG/LTR控制的EPS能使驾驶员获得助力轻便性及满意转向路感,保证系统的稳定性,能有效抑制系统的干扰噪声。     

基于ADAMS的车辆ESP控制模型及方法研究

针对某型车,基于ADAMS建立虚拟样机模型．在此基础上确定基于横摆角速度和车辆侧偏角的ESP模糊控制方法,建立ADAMS与MATLAB联合控制仿真模型,仿真分析正弦延迟试验下有无ESP控制时车辆的操纵稳定性,并进行相关试验验证．结果表明,当车辆处于过度转向的极限工况下,所设计的ESP控制系统系统能够抑制车辆的过度转向,进而使车辆在大的转向盘转角输入下仍然能够维持稳态行驶,提高了车辆的操纵稳定性．     

汽车操纵稳定性虚拟仿真研究

基于汽车操纵动力学理论建立了汽车动力学模型,利用虚拟仿真技术,以ZK6100H客车为仿真对象、VC++为平台开发了汽车操纵稳定性虚拟仿真系统,并以转向盘角阶跃输入试验为例进行了仿真分析。该系统还可以对转向盘角脉冲试验、稳态转向特性试验和单移线试验进行虚拟仿真分析。本研究的完成使得在计算机上进行车辆操纵稳定性的试验模拟及评价分析成为了可能。     

EPS对汽车操稳性的影响

通过建立EPS动力学数学模型,有助于研究装备EPS车辆在转向盘角阶跃输入下的稳态和瞬态响应,有助于数值仿真分析不同助力电机控制方式和参数．以及对汽车操稳性的影响。     

基于滑膜变结构车辆稳定性控制的仿真研究

采用Magic Formula轮胎模型,运用MATLAB/Simulink软件建立了参考模型和二自由度非线性汽车模型;针对汽车ESP系统的非线性、时变的特点,基于滑模变结构控制理论,设计了以横摆角速度为控制变量的稳定性控制器;在湿滑路面上进行了转向行驶以及移线行驶工况控制效果的仿真分析。研究表明:所设计的控制器能够很好地控制车辆的横摆角速度和质心侧偏角,提高了车辆的稳定性。     

横向运动学综合反馈EPS模糊滑模控制

针对电控助力转向EPS电机电流的跟随性以及震颤问题,建立汽车转向系模型,提出模糊滑模结构控制算法。考虑到横向运动学信息对驾驶员操纵特性的影响,运用反馈和模糊滑模控制思想,设计了权系数模糊,自动调整横向运动学综合反馈的EPS模糊滑模控制器。仿真结果显示：横向运动学综合反馈模糊滑模控制的EPS电机电流具有良好的跟随性、快速性,且电流的震颤现象基本消失,系统具有良好的鲁棒特性,同时汽车的横摆角速度以及侧偏角的峰值明显下降,提高了汽车的操纵稳定性。     

基于滑膜变结构车辆稳定性控制的仿真研究

采用Magic Formula轮胎模型,运用MATLAB/Simulink软件建立了参考模型和二自由度非线性汽车模型;针对汽车ESP系统的非线性、时变的特点,基于滑模变结构控制理论,设计了以横摆角速度为控制变量的稳定性控制器;在湿滑路面上进行了转向行驶以及移线行驶工况控制效果的仿真分析.研究表明:所设计的控制器能够很好地控制车辆的横摆角速度和质心侧偏角,提高了车辆的稳定性.     

三轴车辆电控液压式全轮转向系统设计与控制

针对某型三轴车辆低速机动性不好、高速稳定性差的问题,通过对原车转向助力系统进行深入研究,设计了一套电控液压式全轮转向系统。针对全轮转向系统控制器设计难的问题,建立了车辆三自由度全轮转向数学模型,设计了全轮转向比例前馈和模糊控制反馈控制器。分别选取前轮转角为3°角阶跃输入,车速为20,80 km/h两种转向工况,对全轮转向车辆与原双前桥转向车辆进行对比仿真研究。结果表明:所设计的全轮转向控制器能够改善车辆各状态参数的响应特性,降低车辆侧滑几率,提高车辆低速机动性和高速操纵稳定性。     

九自由度乘坐动力学模型的人体振动特性仿真

为高效预测动态环境下人-车系统的人体振动响应特性及汽车乘坐舒适性,依据人-车-路系统间的相互作用和多体动力学原理,建立了9自由度汽车乘坐动力学模型,应用拉格朗日原理推导了乘坐动力学方程。基于路面不平度激励及汽车行驶速度变化,构建了路面随机激励的时域模型。利用MATLAB/Simulink仿真工具,建立了人-车-路系统仿真模型,并对某轻型车辆在不同路面、不同车速下的人体振动响应进行了仿真分析。仿真结果表明:在同样车速下,随着路面等级的降低,人体各部位的加速度响应幅值明显增大;当车辆行驶在随机路面上时,路面不平度随机激励引起的人体振动能量主要集中在低频段,约在5Hz出现第1阶共振频率,大约在10Hz出现第2阶峰值,这与众多试验结果一致。可见,9自由度汽车乘坐动力学模型及其仿真模型,不仅能快速计算动态激励下人体的振动特性和乘坐舒适性,而且具有较好的可信度。     

线控转向系统主动转向控制策略的仿真

在CarSim中建立了线控转向整车动力学模型,基于稳态横摆角速度增益不变设计了可变转向角传动比;并利用Matlab/Simulink中建立线控转向系统动力模型和主动转向控制策略。在主动转向控制中,通过变传动比和横摆角速度与侧向加速度的综合反馈,控制补偿转向电机的转角。最后通过双移线试验和侧向风干扰试验仿真,并与传动机械转向和单一横摆角度反馈控制车辆进行对比分析,其结果表明,横摆角速度和侧向加速度综合反馈控制能够有效地改善汽车的转向特性,并提高操纵稳定性。     

线控转向系统对汽车操纵稳定性的影响

基于MATLAB/Simulink软件建立线控转向系统的动力学模型,分析线控转向系统关键部件——转向电机的转动惯量、阻尼系数、刚度等对汽车操纵稳定性的影响。合理设计线控转向系统转向电机的结构参数,可提高汽车的操纵稳定性。     

汽车电动转向系统转向振动的抑制

抑制电动转向系统的转向振动有助于提高汽车驾驶的舒适性和操纵性能。论文对电动转向系统的稳定性能进行了研究，分析了导致系统不稳定的原因和路面激励干扰、传感器测量噪声对转向系统的影响，并将控制理论应用于控制系统的研究，设计了控制器。计算机仿真结果证实，所设计的电动转向控制系统具有良好的稳定性，能够有效地抑制路面高频激励干扰和传感器测量噪声对电动转向系统的影响，系统的振动得到了抑制。     

车辆动荷载下沥青路面力学响应分析

为了分析路面结构在行车动荷载作用下的力学响应,建立了单自由度1/4车辆模型和以正弦曲线模拟路面不平整度的模型,通过将不同路面状况和行车速度的组合,分析车辆在各情形下所产生的动荷载,发现路面传给车辆的激励振动频率接近车辆自身振动频率时,车辆对路面产生的动荷载值最大.采用ANSYS静态和瞬态三维有限元方法,计算车辆在静态以及不同速度、不同路面状况下沥青路面面层层底水平拉应变和面层内最大压应变,总体来看采用静态荷载进行路面结构设计是偏安全的.     

车辆半主动悬架与电动助力转向系统的模糊PID集成控制研究

建立了半主动恳架(SAS)与电动助力转向(EPS)的整车集成系统模型,将PID与模糊控制相结合,设计了模糊PID集成控制策略,并在Matlab环境中,对汽车在方向盘角阶跃输入工况下进行了大量的仿真研究.仿真结果表明:具有模糊PID控制策略的SAS与EPS集成控制优于二者的单独控制,提高了汽车的转向轻便性、操纵稳定性、乘坐舒适性、行驶安全性,从整体上优化了汽车底盘的综合性能.     

磁流变阻尼器悬架的一种半主动控制策略

采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)建立磁流变阻尼器的逆向模型。综合考虑车辆行驶平顺性和操作稳定性,在结合天棚、地棚阻尼控制和T-S型模糊系统特点的基础上,提出了一种模糊混合控制策略。在MATLAB/Simulink中分别建立磁流变阻尼器模型、逆向模型、模糊混合控制器和随机路面激励,与ADAMS/View中建立的1/4车辆悬架模型进行联合仿真。联合仿真的结果表明:与天棚控制、地棚控制相比,模糊混合控制策略有效地改善了簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动变形。     

模糊PID控制策略在电动助力转向系统中的应用

助力转向控制策略是EPS系统的核心技术之一。为提高电动转向系统的动态响应速度和抗干扰能力,经分析采用模糊PID控制策略实现助力控制。模糊控制器以电流误差及误差变化率为输入,电机电压为输出,根据设定的模糊控制规则在线调整比例系数、微分系数和积分系数,以使系统性能达到预定要求。应用Matlab软件进行了计算机仿真,仿真结果表明基于模糊PID控制策略的EPS比传统PID控制具有更好的助力特性和抗干扰能力。     

考虑时滞作用下的车辆主动座椅悬架鲁棒H∞控制

利用鲁棒H∞控制理论为车辆座椅悬架模型设计输出反馈控制器,并且考虑了模型的不确定性和控制输入的时滞问题.建立了车辆座椅的三自由度运动微分方程,并转化为包括参数变化和控制延迟的状态方程和包括控制指标在内的控制模型.分析了系统可通过输出反馈鲁棒镇定的充分条件,并将该充分条件转化为线性矩阵不等式（LMI）问题,通过Matlab求解出用LMI构造的输出反馈控制律.建立仿真模型并以白噪声作为路面激励与被动控制、PID控制对比验证了在路面输入扰动作用下鲁棒控制器的有效性.     

四轮转向汽车操纵稳定性研究

为了研究转向工况对四轮转向汽车操纵稳定性的影响,基于Matlab/Simulink建立四轮转向汽车前轮转角比例前馈加横摆角速度模糊PID反馈控制模型,通过与Trucksim车辆模型和Simulink控制模型联合仿真,分别在低速和中高速下进行方向盘角阶跃输入离线仿真和方向盘正弦角输入实时仿真试验,与前轮转向汽车在相同工况下侧向加速度、横摆角速度以及质心侧偏角的仿真结果进行对比分析。试验结果表明:四轮转向控制仿真结果优于前轮转向结果,搭建的四轮转向前轮转角比例前馈加横摆角速度模糊PID反馈控制策略,能提高汽车低速转向时的操纵轻便性和机动性以及中高速转向时的操纵稳定性。     

某重型汽车断开式转向系统的优化设计

基于多体运动学理论,对某重型汽车断开式转向系统结构进行简化与分析,利用Adams软件建立虚拟样机模型并进行运动学及转向性能仿真分析;以车辆转向系统设计理论为基础,以转向系统实际转角与理论转角的误差最小为优化目标,对该模型进行优化设计,使该转向系统的操纵稳定性最佳。     

电动助力转向系统集成建模及仿真

构建了基于Matlab/Simulink的EPS系统模型、H.B.Pacejka轮胎模型以及三自由度整车模型,进而应用系统集成的方法构建了集成仿真模型,在此基础上分析了EPS系统对方向盘瞬态响应品质的影响并验证了助力控制策略。结果表明集成仿真模型具有较好的动态模拟特性,EPS具有较好的稳定性且控制策略能够较好的协调转向轻便性与路感的矛盾。