基于模糊PID的差动制动客车防侧翻控制

针对客车在中、高车速和大转角转向时易发生侧翻的问题,采用模糊PID控制器和差动制动的方式,进行了防侧翻控制研究。通过横向载荷转移率判断汽车的侧向稳定状况,当横向载荷转移率超过所设定的门限值时,触发差动制动控制模式进行防侧翻控制。通过Trucksim与Simulink联合仿真对该控制算法及策略进行验证,结果表明,在鱼钩工况下,车辆的侧向加速度的峰值降低了0.24 g,该控制算法能够有效降低侧翻风险。     

基于差动制动的四轮转向商用车防侧翻控制

为提升商用车极限工况下的侧向稳定性,以某四轮转向商用车为研究对象,基于线性二次型调节器设计了四轮转向控制策略,在此基础上设计了差动制动控制策略.以横向载荷转移率为侧翻评价指标,建立了四轮转向+差动制动的防侧翻综合控制策略,利用TruckSim和MATLAB分别进行了转向盘角阶跃输入工况和鱼钩工况的仿真试验.仿真结果表明...     

基于分层控制的车辆主动制动稳定性分析

为提高车辆行驶的主动安全性,引入分层控制思想。建立名义横摆角速度和名义质心侧偏角为输出的线性二自由度车辆模型。基于线性二次型调节器设计上层控制器,得到附加横摆力矩,采用差动制动原理,设计中层控制器对附加横摆力矩进行分配,根据中层控制器分配的附加横摆力矩计算滑移率增量,基于PID控制理论设计下层滑移率控制器,以控制车轮的制动压力;最后联合MATLAB／Simulink和CarSim进行鱼钩转向和双移线转向仿真试验。结果表明,采用分层控制能够有效地提高车辆行驶的主动制动稳定性。     

基于模型预测控制的智能车横纵向控制器设计

针对智能车横纵向控制中路径跟踪精度、行驶稳定性以及乘坐舒适性等问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的横纵向综合控制方法。速度规则系统根据参考路径曲率与车辆跟踪位移误差计算出期望速度曲线,速度跟踪控制采用分层式控制器,上层控制器利用MPC算法计算期望加速度,下层控制器利用车辆逆纵向动力学模型对车辆的驱动和制动进行协调控制。横向控制器根据参考路径、车辆反馈状态以及纵向上层控制器的期望速度计算车辆前轮转角。最后通过实验对比本算法与恒速MPC横向控制算法的轨迹误差,结果表明:本算法控制的车辆横向位移均方根误差减小了0.051 m,有效提高了车辆轨迹跟踪的控制精度。     

基于差动制动的单拖挂汽车列车道路跟踪控制

对汽车列车的运动特点进行了研究,建立了考虑铰接角的单拖挂汽车列车驾驶员模型;对挂车制动时车辆运动状态的变化进行了分析,设计了基于差动控制的道路跟踪控制器,建立了基于Simulink和Trucksim的联合仿真模型,验证了双移线工况下模型的路径跟随性和行驶稳定性。结果表明:基于差动制动的单拖挂汽车列车道路跟踪控制器,与单点最优预瞄驾驶员模型控制器和考虑铰接角的驾驶员模型控制器相比,转向过程更加平稳,提高了路径跟踪能力,降低了侧向加速度峰值,提高了行驶稳定性。     

基于MPC 的大型车辆防侧翻控制方法

大型车辆由于其具有重心位置较高、质量较大且轮距相对较窄等特点,比其他车辆更易发生侧翻事故.本文通过建立大型车辆三自由度动力学模型,采用LTR侧翻评价指标,对侧翻状态进行预测.进而基于模型预测控制（Model Prodictive Control,MPC）方法建立车辆防侧翻控制系统的状态空间方程,并以侧偏角和横摆角速度作为状态变量,通过差速制动方式对车辆施加横摆力矩以保持行车稳定性.通过Trucksim 与MATLAB/ Simulink 联合仿真实验,对该控制算法在典型工况下进行验证.结果表明,防侧翻控制系统能有效抑制车辆发生侧翻,保障行车安全,且侧翻控制的实时性和有效性满足要求.     

基于路面动态识别的ASR仿真研究

以路面附着系数为参数指标,在车辆行驶过程中对当前路面进行动态识别,同时将当前路面的最佳滑转率作为ASR系统的目标滑转率,当驱动力矩过大时通过调整制动力矩防止车轮过度滑转。使用单轮模型分别在大功率起步和跃变路面持续加速时进行了仿真试验,结果表明:系统能够快速准确地完成路面识别,同时对车辆的行驶状态进行实时判断,当驱动力矩过大时车轮的滑转率基本保持在当前路面的最佳滑转率,避免车轮出现过度滑转,确保车辆获得最大的驱动力,同时保持横向稳定。     

车辆自适应巡航控制算法的设计与仿真

为实现智能车辆的自适应巡航功能,基于车速跟踪及PID控制理论设计了具有上下两层结构的自适应巡航控制系统.下层控制器根据上层控制器计算出的期望车速对节气门开度和制动力矩进行协调控制.在保证控制精度的前提下简化了算法.多种工况下的仿真实验表明控制器的控制效果良好.     

用于汽车制动稳定性的主动横摆力矩Fuzzy-PID控制

利用主动横摆力矩控制汽车制动稳定性,确立了控制目标和控制策略,建立了基于车道偏移距离的Fuzzy-PID控制模型和轮胎神经网络辨识模型,设计了Fuzzy-PID控制器并利用模糊推理方法对PID控制器的3个参数进行在线自适应调整.仿真与试验结果表明,利用主动横摆力矩Fuzzy-PID控制方法,能减少汽车在对开路面制动时的侧滑和激转等危险,使汽车在制动偏驶后能快速恢复正确行驶车道,且Fuzzy-PID方法比PID控制方法具有更好的控制效果.     

差动制动对汽车制动稳定性的影响

为了提高汽车制动的安全性,对差动制动的力学特性进行了分析,运用ADAMS/Car软件建立了汽车各子系统动力学模型,通过对主要子系统进行相应的设置,建立了整车动力学仿真模型,进行了直线制动及转弯制动稳定性仿真分析,研究了差动制动对制动稳定性的影响。仿真结果表明:差动制动方式可以减小汽车转弯制动时的质心侧偏角,提高汽车的制动稳定性,但汽车质量对于制动稳定性影响较大,因此,应用差动制动时应注意制动力分配方式,并考虑质量变化的影响。     

智能车辆横纵向运动综合控制方法研究

针对智能车辆运动控制中的多种复杂动力学约束及性能需求,提出基于模型预测控制算法的横纵向综合控制方法,分别设计横向和纵向控制器.横向控制器基于单轨动力学模型,纵向采用分层控制结构,以纵向速度为耦合点结合横向和纵向控制器,并根据路径信息规划车辆行驶速度,实现转向和速度同时控制,最后通过Carsim和MATLAB联合仿真.研究结果表明:控制器具有良好的跟踪性能,实时性强,且能够满足车辆横向稳定性、舒适性和平顺性等要求.     

列车制动试验台电惯量模拟范围研究

利用电模拟惯量转矩控制模型,在制动力矩-电模拟惯量二元函数关系基础上,分析了电模拟惯量的大小范围与制动力矩、电机转矩的关系,并探讨了制动力矩及电机输出转矩对正、负惯量的模拟范围的影响.提出了针对实际的列车制动过程的转速-制动力矩-电模拟惯量三元关系,根据实际试验台参数进行计算,得到三维电惯量模拟范围,从而实现了列车制动试验台惯量模拟范围的确定.由三维电惯量模拟范围可知,在不同的制动力矩及转速条件下,列车制动试验台电惯量模拟范围不同,并且存在惯量模拟的极小值点.三维电惯量模拟范围对于评价制动试验台模拟实际列车载荷的能力具有重要意义.     

联合工况的车辆动力学仿真

建立了整车的模型,用Matlab软件对车辆在不同车轮转角、不同车速及不同制动力矩情况下的动力学进行了仿真。仿真结果表明:随着车轮转角及车速的增大,车辆横摆角速度峰值、横向速度峰值增大;过大的制动力矩将使车辆横向侧滑加剧及使横摆角速度峰值变大,车辆在联合工况下的稳定性变差。仿真为车辆在联合工况下的建模和控制提供了参考。     

基于串级控制的四轮转向车辆稳定车道线保持

针对四轮前后轮转向车辆的稳定车道线保持,提出集成直接横摆力矩和车道 线保持的串级控制策略.主控制器实现车道线保持控制;副控制器实现车辆稳定性控制. 主控制器的前轮转角作为副控制器的参考输入,计算期望滑移角和期望横摆率.后轮转角 和横摆力矩作为副控制器控制输入,基于LQ算法计算补偿后轮转角和横摆力矩,实际滑 移角和实际横摆率跟踪期望滑移角和期望横摆率.在副控制器车辆稳定性控制基础上,主 控制器实现准确地车道线保持控制,保证车辆在车道内安全行驶.实验结果表明,实现准 确车道线保持,并保证车辆的稳定性和操纵性.     

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。     

融合稳定性的高速无人驾驶车辆纵横向协调控制方法

提出了一种纵横向协调控制的路径跟踪控制方法; 建立了车辆预瞄误差模型和考虑路面地形的高速车辆等效动力学模型, 以此引入道路曲率地形因素; 基于模糊规则设计了预瞄距离发生器, 解决预瞄误差模型中固定预瞄距离的问题; 建立了预测时域与道路曲率的函数关系, 运用模型预测控制算法求解前轮转角, 从而建立路径跟踪控制器; 运用指数模型表示车辆期望车速, 设计了比例积分微分纵向控制器控制车速以改善路径跟踪精度; 运用质心侧偏角相平面图表征车辆稳定性特征, 设计比例积分微分稳定性控制器以改善车辆稳定性。研究结果表明: 提出的控制方法能在不同附着系数路面上对车辆跟踪性能进行优化, 在干燥沥青路面以车速90 km·h-1行驶时, 与只运用模型预测控制算法进行路径跟踪控制的车辆相比, 最大横向误差可减少33%;在潮湿沥青路面以车速70 km·h-1行驶时, 与只运用模型预测控制算法进行路径跟踪控制的车辆相比, 最大横向误差可减少30%;在冰雪路面以车速55 km·h-1行驶时, 与只运用模型预测控制算法进行路径跟踪控制的车辆相比, 最大横向误差可减少16%。可见, 所提出的控制方法能有效改善路径跟踪精度。      

4轮驱动车辆ASR半物理仿真研究

为提高前轮驱动车辆在低附着或对开路面上的加速性能,设计了基于节气门与制动干预联合控制的驱动防滑系统。该控制程序针对车辆的各种工况和ABS/ASR集成系统的执行机构,将成熟的ABS和ASR控制逻辑有机结合起来,并将制动操作的优先级设置为最高,避免了由于误操作造成的安全隐患,最后通过实车试验对控制逻辑进行了验证。试验结果表明该逻辑设计合理,集成系统能够满足各种实时工况的要求,达到提高车辆的主动安全性能的目的。     

客车侧翻仿真分析前处理自动化设计

应用Tcl/tk程序设计技术,基于HyperWorks软件对客车侧翻仿真前处理进行自动化设计。主要开发了客车模型的自动网格划分、自动装配的功能,以及根据GB 17578-2013大型客车上部结构强度要求的试验法规,设计了客车侧翻前处理流程自动化的模块。利用设计的功能模块,对某公司生产的纯电动客车进行了侧翻仿真分析的前处理,并在Ls-Dyna软件中完成了仿真分析求解。计算结果表明客车的结构强度和刚度满足法规要求。     

基于半车模型的悬架与ABS系统协调控制研究

运用模糊控制和滑模控制方法分别对半主动悬架系统和防抱死制动系统进行控制,建立了半主动悬架和防抱死制动系统的联合仿真模型,同时建立协调控制器对制动系统和悬架系统进行协调控制,仿真结果表明车辆性能参数得到了有效改善。试验结果表明,车辆制动减速度增加15%,距离和制动时间分别得到13.86%和11.38%的减小,车身俯仰角和质心垂直振动加速度分别有18.1%和16.2%的减小,试验验证了仿真模型的正确性和协调控制策略的有效性。     

考虑货箱质心变化的重型自卸车举升侧翻分析

针对自卸车侧翻问题,以虚拟样机仿真软件Adams为平台进行数学建模。以东风某型自卸车为例,设置质量变化及质心位移的参数,搭建自卸车与试验台的虚拟样机模型,分析车辆的最大侧翻稳定角以及在不同横向坡度角工况下作业时的侧倾稳定性,并与未考虑质量质心变化的模型对比,计算分析临界举升角,验证了所建模型的有效性。