基于R-W多体理论的整车动力学仿真平台研究

针对汽车底盘的集成控制,以R-W多体动力学理论为基础,建立了整车多体动力学仿真平台,克服了用多体仿真软件ADAMS施加集成控制不易实现的缺点;并对该平台进行了仿真动力学性能测试,施加了基于模糊算法的ABS控制系统.结果表明该平台具有便于进行集成控制的优点.     

汽车底盘控制仿真平台研究

为了解决多体仿真软件ADAMS施加集成控制不易实现和集成控制工况动力学试验研究较困难的问题,以R-W多体动力学理论为基础,建立了底盘控制仿真平台。对该平台的各项性能进行了仿真性能测试,施加了基于模糊算法的电子防抱死控制系统ABS和主动悬架控制系统ASS。结果表明该平台正确并且具有便于进行集成控制的优点。     

基于多体模型的汽车底盘分级式综合控制仿真研究

运用多体理论建立了电动助力转向系统和主动悬架系统的模型,以及整车动力学模型。根据车辆行驶过程中转向、悬架和制动系统之间的耦合关系,设计了中央控制器,对各子系统进行协调控制。针对EPS、ASS和ABS各子系统分别采用了PD控制、PID控制和滑模变结构控制,构成底层分级综合控制系统。仿真结果表明:将多体模型运用在汽车底盘集成控制研究中是方便可行的;采用分级式综合控制比单独控制,能更有效地改善整车的综合性能。     

汽车主动前轮转向与防抱死制动系统集成控制研究

以车辆动力学软件Carsim和Matlab/Simulink为平台,分别建立了基于滑模变结构控制的主动前轮转向(AFS)和滑移率门限控制的防抱死制动系统(ABS)控制器模型,并将2种控制系统进行了集成,建立了联合仿真模型。仿真结果表明,在分离路面紧急制动工况下,通过将AFS与ABS进行集成控制,能够进一步提高ABS的制动效能,在保持车辆制动稳定性的同时缩短了制动距离。     

基于多主体的车辆底盘集成控制扩展框架仿真研究

分别设计以提高平顺性和操纵稳定性为目标的主动悬架控制器.并基于多主体的控制器组织方法建立底盘集成控制扩展框架,使主动悬架控制器与包含主动转向、主动驱动/制动力矩分配的集成控制系统协调工作.在Matlab/Simulink仿真环境中研究该控制框架在极限操纵工况下的性能.仿真结果表明:局部控制器主体可方便地增加到集成控制系统中,体现了基于多主体的底盘集成控制框架的可扩展性;该扩展框架能同时改善车辆的操纵稳定性和行驶平顺性.     

基于ADAMS与Matlab的ABS模糊控制仿真研究

将多体系统动力学与智能控制理论相结合对汽车制动防抱死控制系统进行了研究，利用ADAMS／CAR建立了汽车整车的多体力学模型，模型包含了前后悬架、动力总成、转向系统、稳定杆、制动系、轮胎力学模型以及车身，同时也考虑了轮胎、衬套、弹簧、减震器等部件的非线性，准确地表达了车辆的动态特性；利用Matlab／Simulink模糊控制工具箱建立了制动防抱死控制系统的模糊控制策略，利用ADAMS／Control接口进行模型的集成、协同仿真，并将仿真结果与另一种控制策略一逻辑门限值控制的仿真结果进行了比较和分析，仿真反映出模糊控制在整车制动防抱死控制系统上的应用效果，结果表明该控制算法稳定好并具有较强的鲁棒性。     

A Study on the Integrated Longitudinal Dynamics Control System of Vehicle

从整车系统控制角度出发,提出了一种纵向动力学集成控制的解决方案.在功能上,综合各子系统控制特性与应用范围,实现了整体性能的优化;在硬件上,对复杂的传感器、控制器与执行器进行整合,开发了模块化的车载试验平台;在软件上,基于分层协调控制结构,提出了纵向动力学协调控制器,有效融合底层子系统的控制策略.实车试验结果表明,所开发的集成控制系统避免了多个子系统间的互相干扰,进一步提高了车辆纵向运动的综合性能.     

柴油机混合动力总成硬件在环仿真系统硬件设计

介绍了一种新型集成硬件在环仿真系统,并利用该仿真系统进行了柴油机动力总成系统和混合动力控制器的仿真试验.结果表明,该集成式硬件在环系统在集成了两种硬件在环仿真系统功能的同时,还可以对仿真系统和仿真策略进行优化,可为柴油机动力总成控制系统和混合动力总成控制系统的前期开发提供很好的仿真平台.     

汽车ESC系统干预转向不足性能测评与研究

为探索能有效激发出车辆在危险工况或极限工况下转向不足趋势的试验方法,并制定合理的指标以评价电子稳定性控制系统（ESC）转向不足控制性能,弥补国内外在该领域的不足,在分析ESC工作原理及基本要求的基础之上,利用多体动力学仿真软件ADAMS进行整车模型搭建,并用MATLAB/Simulink联合仿真,结合实车试验验证,提出了一种针对车辆ESC控制转向不足性能的测评方法,能有效地测试、评价在危险工况下ESC对于车辆转向不足的控制性能,完善了ESC测试评价体系。     

联合仿真技市在车辆动力学稳定几天控制上的应用

首先介绍了目前车辆动力学稳定性控制的研究现状．提出了基于联合仿真平台进行控制仿真研究的新思路；其次详细分析了车辆动力学稳定性控制的原理。应用直接横摆力矩状态反馈控制策略，基于ADAMS／Car和Matlab／simulink的联合仿真技术．采用阶跃转向和单移线仿真工况有效验证了该控制策略的正确性，提高车辆在危险工况下的稳定性和可控性，为实际设计车辆动力学稳定性控制系统提供了理论基础。     

基于扩展状态观测器和滑模控制的双离合器自动变速器起步自适应控制

双离合器自动变速器（Dual Clutch Transmission,DCT）随着服役时间的增加离合器性态会发生变化导致起步性能下降,为降低离合器性态变化对起步性能的影响,提出一种基于扩展状态观测器和滑模控制的DCT起步自适应控制方法。首先,建立DCT起步动力学模型、发动机模型和液压控制系统模型;将DCT起步问题转化为参考轨迹跟踪问题,通过工况识别并利用极小值原理获得了不同起步工况的参考轨迹;在DCT起步动力学模型中将与离合器性态变化相关的项定义为不确定项,设计扩展状态观测器对不确定项进行估计,同时结合自适应滑模控制器,获得了起步发动机转矩和离合器油压的自适应控制率;为了跟踪发动机转矩和离合器油压的自适应控制率,设计了发动机转矩跟踪控制器,同时对液压系统采用了PID闭环控制;通过MATLAB/Simulink平台仿真以及台架试验验证所提出的DCT起步控制方法对离合器性态变化的自适应效果。研究结果表明：所提出的起步自适应控制方法能够有效避免由离合器性态变化导致的起步延时,同时1挡缓起步和急起步的仿真冲击分别减小了53.11%和43.42%,试验起步冲击分别减小了35.66%和30.31%。     

高空救援消防车工作斗自动调平系统设计

介绍了一种高空载人工作斗的自动调平系统,该设计利用PID模糊控制算法控制工作斗自动调平,实时连续的闭环反馈控制使得工作斗调平效果得到提升,为今后类似产品的设计提供了参考。     

整车转弯制动控制仿真研究

转弯制动是汽车行驶中的常见工况。为了研究在该工况下对汽车控制时的各项性能，建立了整车非线性多体动力学模型．仿真分析了样车的操纵稳定性、平顺性和制动性能；利用ADAMS与MATLAB联合仿真技术，针对汽车在转弯制动的工况下的动态特性，对前轮转向和悬架采取联合控制，仿真结果表明所采用的模糊PID控制方法能较好地改进汽车的行驶性能。     

采用遗传算法的汽车发动机模糊控制研究

汽车发动机的参数具有离散性、非线性和不确定性,瞬态过程的过量空气系数和点火时刻难以精确控制。作者针对这一问题,设计了一种基于遗传算法的发动机模糊控制模型,讨论了发动机控制中的硬件平台的实现方式,并在实时在线仿真的基础上提出了采用遗传算法对模糊控制参数的自动寻优的方法。实验表明,基于这一控制方式,发动机的动力性和经济性指标有明显的提高。     

基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台

整车在环仿真测试方法可以安全、高效地验证复杂环境和极端工况等场景下自动驾驶汽车性能的有效性，基于此研发一种基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台，该平台由前轴可旋转式转鼓试验台、试验台测控子系统、虚拟场景自动生成子系统、虚拟传感器模拟子系统、驾驶模拟器、自动驾驶汽车和测试结果自动分析评价子系统组成。通过在试验台滚筒上独立加载转矩模拟车辆行驶阻力，可动态模拟不同的路面附着系数，同时利用坡度、侧倾和转向随动机构可模拟车辆俯仰角、侧倾角和航向角3个自由度；采用虚拟现实技术柔性集成车辆动力学模型、传感器仿真、复杂道路交通环境及测试用例仿真，模拟多种道路交通场景，并通过传感器仿真及数据融合等技术快速测试自动驾驶汽车智能感知与行为决策等性能指标。将自动驾驶汽车、虚拟仿真场景和试验台耦合构建一个闭环系统，完成了多项关键技术研发，包括：多自由度高动态试验台结构设计、虚拟测试场景自动重构方法和传感器数据模拟及注入方法，可满足在各种场景下测试自动驾驶汽车整车性能的需求。此外，为验证快速测试平台的有效性，以U-turn轨迹跟踪控制为研究实例，基于简化的车辆运动学模型和模型预测控制算法，在平台上搭建U-turn场景并对自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制算法性能进行大量测试。结果表明：自动驾驶汽车室内快速测试平台可以真实地模拟汽车在道路上的运行工况，自动驾驶汽车在虚拟场景中的轨迹跟踪效果良好，与参考轨迹的偏差小于8%，证明了该测试平台检测方法的有效性。     

基于车辆动力学模型的换道轨迹规划研究

针对自动驾驶车辆换道轨迹规划时的操纵稳定性问题，基于CarSim/Simulink仿真平台建立了车辆动力学模型，构建了轨迹规划系统框架，通过轨迹信息后处理并提出了目标函数设计，进行了横向控制序列采样以保证车辆的稳定与极限性能，完成了算法对轨迹的综合评价选优。随后开展了仿真试验，对比分析了轨迹跟踪控制系统下的实际轨迹、最优规划方法所规划的换道轨迹。仿真结果表明，该轨迹规划系统框架及算法模型能有效提高车辆的操纵稳定性，可实现冰雪路面等极端工况下自动驾驶车辆换道轨迹规划。     

通信时延与丢包下智能网联汽车控制性能分析

网联协同控制是智能网联汽车的重要应用场景，而车联网的通信时延与丢包可能导致控制性能下降，甚至影响行车安全。为了分析时延与丢包对网联车辆控制的稳态与瞬态性能的影响，设计了网联控制器，并开展了仿真与实车试验。基于车辆动力学特性，将通信时延与丢包下的网联车辆控制分解为纵向控制与横向控制，进行了统一建模，并设计了控制器进行试验分析；搭建了网联自动驾驶的CarSim-Simulink联合仿真平台，及集成可模拟时延与丢包的LTE-V原理样机的智能网联汽车试验平台；开展了不同时延与丢包率下网联跟车控制与网联路径跟踪控制的仿真试验与实车试验。试验结果显示：时延与丢包对控制误差的影响形态有相似性；时延或丢包率取系统及工况参数有关的小值时，如试验中时延小于200 ms或丢包率小于20%，工况随机因素对控制误差的影响可能超过时延与丢包的影响；在更大的时延或丢包率下，时延与丢包的出现方式（如出现时机等）对控制误差影响更大。研究结果表明：能实现针对网联车辆控制系统通信特性的控制器优化设计，使得当时延与丢包在工况相关阈值内时，系统控制误差有界。所揭露的规律一方面可用于对造成危险控制误差的时延与丢包工况进行预警，另一方面也可用于基于给定的稳态或瞬态控制误差边界，判定对应工况允许的时延与丢包率边界。     

A novel vehicle dynamics stability control algorithm based on the hierarchical strategy with constrain of nonlinear tyre forces

Direct yaw moment control (DYC), which differentially brakes the wheels to produce a yaw moment for the vehicle stability in a steering process, is an important part of electric stability control system. In this field, most control methods utilise the active brake pressure with a feedback controller to adjust the braked wheel. However, the method might lead to a control delay or overshoot because of the lack of a quantitative project relationship between target values from the upper stability controller to the lower pressure controller. Meanwhile, the stability controller usually ignores the implementing ability of the tyre forces, which might be restrained by the combined-slip dynamics of the tyre. Therefore, a novel control algorithm of DYC based on the hierarchical control strategy is brought forward in this paper. As for the upper controller, a correctional linear quadratic regulator, which not only contains feedback control but also contains feed forward control, is introduced to deduce the object of the stability yaw moment in order to guarantee the yaw rate and side-slip angle stability. As for the medium and lower controller, the quantitative relationship between the vehicle stability object and the target tyre forces of controlled wheels is proposed to achieve smooth control performance based on a combined-slip tyre model. The simulations with the hardware-in-the-loop platform validate that the proposed algorithm can improve the stability of the vehicle effectively.     

基于Simulink和VR工具箱的车辆制动稳定性计算机仿真

基于Matlab／Simulink建立了用于研究车辆制动稳定性的7自由度仿真模型；使用V—Realm Bulider2．0建立了相关的虚拟场景，并通过VR工具箱提供的接口实现了Simulink模型与虚拟世界的关联，从而可以利用Simulink模型产生的信号数据控制和操纵虚拟世界中车辆的运动状态。通过仿真结果及其虚拟演示，证实此模型能够很好的体现车辆在制动时的运动特征。     

Self-tuning control algorithm design for vehicle adaptive cruise control system through real-time estimation of vehicle parameters and road grade

The main purpose of this paper is to design a self-tuning control algorithm for an adaptive cruise control (ACC) system that can adapt its behaviour to variations of vehicle dynamics and uncertain road grade. To this aim, short-time linear quadratic form (STLQF) estimation technique is developed so as to track simultaneously the trend of the time-varying parameters of vehicle longitudinal dynamics with a small delay. These parameters are vehicle mass, road grade and aerodynamic drag-area coefficient. Next, the values of estimated parameters are used to tune the throttle and brake control inputs and to regulate the throttle/brake switching logic that governs the throttle and brake switching. The performance of the designed STLQF-based self-tuning control (STLQF-STC) algorithm for ACC system is compared with the conventional method based on fixed control structure regarding the speed/distance tracking control modes. Simulation results show that the proposed control algorithm improves the performance of throttle and brake controllers, providing more comfort while travelling, enhancing driving safety and giving a satisfactory performance in the presence of different payloads and road grade variations.