在线跟踪时变最佳滑移率的汽车ABS仿真

最佳滑移率的确定是汽车防抱死系统研究的关键技术之一。针对影响最佳滑移率的因素,设计了车轮状态观测器,提出了一种最佳滑移率估算方法,并将这种方法运用在汽车防抱死系统模糊自整定PID参数控制中。结合汽车动力学模型,在单一路面和跃变路面上进行基于MATLAB/Simulink的制动模拟试验。结果表明,实际滑移率能迅速跟踪时变最佳滑移率,跟随性良好。相比常规的将不同路面最佳滑移率设为定值的ABS控制器,该方法控制精度较高,汽车获得的制动性能较好。     

电控空气悬架系统参数自整定模糊PID控制

提出电控空气悬架(Electronically Controlled Air Suspension,ECAS)的参数自整定模糊PID控制策略,设计参数自整定模糊PID控制器。利用AMESim软件建立1/4电控空气悬架系统模型,采用Matlab/Simulink和AMESim在不同路面、不同车速下对空气悬架系统分别进行PID控制与参数自整定模糊PID控制策略下的联合仿真。仿真结果表明:与PID控制仿真比较,采用参数自整定模糊PID控制策略使电控空气悬架的性能指标得到显著改善。搭建1/4电控空气悬架试验台,利用电液伺服激振台进行激励加载,完成硬件在环实时仿真测试,试验结果证明采用参数自整定模糊PID控制能有效提高悬架的总体性能。     

融雪剂路面上汽车制动距离计算模型

分析了汽车制动过程前、后轮受力状况,建立了汽车制动距离与路面附着系数的数学模型。在冰雪路面和使用融雪剂路面上进行了制动试验,应用MATLAB软件仿真计算了汽车在不同制动初速度下的制动距离。试验结果表明:在冰雪路面上,当汽车制动初速度分别为10.8、24.4、31.4km.h-1时,制动距离分别为2.959、18.378、26.264m;在使用融雪剂路面上,当汽车制动初速度分别为11.0、22.9、31.0km.h-1时,制动距离分别为2.430、13.766、18.860m。使用融雪剂后,附着系数明显提高,测试制动距离减小了25%～28%,仿真计算制动距离减小了约30%,两者接近,因此,计算模型可靠。     

车辆ABS参数自调节模糊PID控制仿真

通过一个单轮车辆模型对ABS(antilock braking system)进行数学建模,将模糊控制理论与传统PID控制理论相结合,构造出满意的参数自调节模糊PID控制器;在不同路面下对所建立的汽车ABS数学模型进行仿真,并与传统PID控制下的ABS系统进行比较。仿真结果表明:基于参数自调节模糊PID控制器的ABS系统能实时地对参数进行调节,其制动性能优于PID控制器;无论是在干路面还是在湿路面、冰雪路面下,都能使车轮工作在最佳滑移率附近,缩短制动距离并有效的改善制动时的方向稳定性。     

基于附着系数曲线长度的路面识别仿真研究

要使汽车制动时能够充分利用路面的附着条件,需要对路面状态进行识别。以滑移率区间[0,0.1]上的附着系数曲线长度作为路面识别的参数指标,在Kiencke轮胎—路面模型的基础上给出了7种典型路面的识别区间,据此在制动时完成路面识别。使用单轮车辆模型,在跃变路面上进行了仿真试验,结果表明:该方法对单一路面的识别时间约0.025s,对跃变路面的识别时间约0.01s,对不同路面附着条件的利用明显改善,提高了路面识别的快速性、准确性和制动性能。     

基于改进模糊PID-Smith控制器的高速动车组停车方法

为解决动车组制动过程中电制动与空气制动切换时控制模型参数变化和空气制动延时大的问题, 以提高动车组停车的精确性, 提出了一种改进模糊PID-Smith控制器; 通过分析动车组制动过程中单个车厢的力学模型, 考虑列车制动过程的特点, 建立了关于运行速度和制动力的二阶纯延时传递函数; 将离散化的二阶纯延时传递函数与单个车厢的力学模型结合, 建立了动车组多质点控制模型, 并分析了该控制模型的特点; 提出了一种改进的模糊PID-Smith控制器, 通过引入Smith预估控制器解决了动车组制动过程中空气制动系统延时大的问题, 使用递推最小二乘法在线辨识了模型参数, 以解决动车组制动过程中电制动切换到空气制动时的模型参数变化问题; 采用模糊PID控制器代替Smith预估控制器中的PID部分, 解决了PID参数整定难和鲁棒性差的问题; 采用MATLAB软件对CRH380A型高速动车组进行仿真, 在不同进站速度、不同减速度和不同程度干扰下, 使控制器控制动车组跟踪设定速度, 并与模糊PID控制器的结果进行对比。仿真结果表明: 改进模糊PID-Smith控制器得到的动力单元速度与其设定速度的误差在0.4 km·h-1以内, 而模糊PID控制器的误差在1.0 km·h-1以内; 采用提出控制器得到的停车误差在0.3 m以内, 而模糊PID控制器的停车误差在1.5 m以内; 提出的控制器满足高速动车组运行过程中停车误差小于0.3 m的要求。      

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无论是经典还是现代控制理论,大多是建立在线性系统基础上,目前对非线性系统还没有比较成熟的理论.常规PID控制在对象变化时,控制器的参数不能自动修改适应.将模糊控制与PID控制相结合,利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定,设计了一种模糊自适应PID控制器.在分析汽车模型的基础上,采用PID控制、模糊自适应PID控制两种方法,联合Simulink软件分别对汽车的防抱死制动系统（ABS）进行刹车运动仿真研究,极大地提高了模糊控制方法和PID控制算法的应用性能.结果表明,模糊自适应PID控制方法可以达到更好的制动效果,提高了系统的动态性能和安全性能.     

汽车防抱死制动系统方向稳定性控制方法

为了保持汽车紧急制动时的方向稳定性,提出了控制前轮制动轮缸压力差的控制方法.将防抱死制动系统的控制过程分为首次控制和常规控制,首次控制在保证车轮不抱死的情况下,利用前轴两侧轮速差辨识路面;常规控制根据辨识结果,在单一附着系数路面下采用前轮增压同步控制,后轮独立控制,在分离附着系数路面下采用前轮修正低选控制,后轮独立控制.根据国家标准规定试验方法和流程,在试车场进行了4种典型路面上的制动试验,试验过程中车辆的方向盘修正角在2 s内均小于30,远小于国家标准规定的120,表明了控制方法的有效性.      

基于逻辑门限值的汽车ABS控制策略

为了解决参考车速估计的准确性对逻辑门限值法控制的影响,采用改进的峰值连线法估计参考车速,提出以滑移率门限控制为主,车轮加速度门限控制为辅的汽车ABS控制策略,并进行了高附着路面实车道路试验。试验结果表明:当车辆速度为45 km.h-1时,参考车速与实际车速曲线基本吻合,最大误差为6.4%,平均误差小于1.6%,制动时间为3.2 s,制动距离为15 m,平均减速度为3.9 m.s-2,控制效果良好,控制策略可靠。     

沥青混凝土摊铺机行驶系统控制策略研究

本文对沥青混凝土摊铺机行驶系统控制策略进行了研究.重点探讨了作业工况下的控制算法,将模糊参数自整定PID控制引入行驶系统数字控制器的设计中,通过MATLAB仿真分析,证明了模糊自整定PID控制效果要优于传统PID控制,控制策略选择合理.