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。     

四轮转向车辆两比例系数对操纵稳定性的影响

分析了四轮转向车辆两比例系数对操纵稳定性的影响。建立了四轮转向车辆操纵动力学模型，分析了两比例系数对四轮转向车辆稳定性的影响，得出了车辆横摆角速度和侧向加速度与前轮转角的传递函数，借助Matlab／Simulink，根据四轮转向车辆的两组参数进行仿真分析，并与传统前轮转向车辆进行了比较，结果表明四轮转向车辆两比例系数在操纵稳定性上有各自的优势。研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计和控制律提供理论依据。     

基于CARSIM的车辆稳定性控制仿真

阐述了车辆在地面附着极限下造成转向失稳的原因,对四个车轮施加差动制动时车辆行驶姿态的变化进行了分析。针对车辆的实际工作特点,应用CARSIM软件的车辆动力学模型(S函数),并定义S函数的输入输出接口,在MATLAB/SIMULINK环境中对车辆动力学模型进行了稳定性控制仿真。仿真分析结果表明,差动制动能够改善在高速度或滑路上转向的操纵性和稳定性。     

基于混合仿真技术的车辆横向稳定性控制系统

介绍了利用先进计算机技术和仿真软件，进行车辆横向稳定性控制器设计以及系统混合仿真的过程。首先建立了8自由度车辆动力学系统模型，然后利用前馈补偿和模糊控制策略，设计了车辆横向稳定性控制器。最后对车辆横向稳定性控制系统进行了实时混合仿真研究。仿真结果表明所设计的车辆横向稳定性控制器控制有效，实时性好，而且在道路条件和行驶条件改变时具有较强的适应性和鲁棒性。     

Bosch VDC系统的控制原理及展望

VDC系统(Vehicle Dynamics Control、车辆动力学控制系统，在美日等国称为VDC，而在欧洲称为ESP，Electronic Stability Program，即电子稳定程序)是Bosch公司1995年推出的用于改善车辆操纵稳定性的一种车辆动力学控制系统。VDC系统包括两个控制回路：控制车辆运动的主控制回路，控制制动和驱动滑移的副控制回路。文中详细介绍了这两个回路的工作原理，并给出了改善车辆操纵稳定性的实例。最后，指出了VDC系统的发展趋势。     

基于反步法的差动转向无人车辆轨迹跟踪

为满足车辆高速大侧向加速度工况下的跟踪要求,本文中对差动转向无人车辆的系统动力学特性和相关稳定性问题进行研究,分析了车辆航向角跟踪误差和路径跟踪的动力学稳定性。基于反步法和饱和控制设计的动力学控制器在稳定车辆内动态的同时跟踪给定的航向角信号。仿真结果证明了所提出控制方案的可靠性,在航向角1阶导数为零或常数的条件下,系统具有良好的跟踪性能。同时,控制器之间的互联稳定性使系统对于一般工况下的目标轨迹都具有良好的跟踪性能。     

基于组合间距策略的自适应车辆队列纵向控制

针对车辆队列被外部车辆换道超车的场景,外部车辆与队列中的车辆存在异质性,不同车辆适用的间距策略也存在差异性。此外,不同的车辆队列间距策略在道路适应性、车辆队列系统稳定性和串稳定性等方面均存在优势和缺陷。基于此提出一种基于组合间距策略的智能网联车辆队列控制方法,以优化队列车辆的间距。现有的协同/分布式队列控制方法大多基于精确的车辆动力学模型,这要求获得完整的车辆动力学先验知识,并进行非线性-线性模型的转换。然而,在实践中获取精确的先验知识信息往往具有挑战性,且在车辆间进行信息交互的过程中,不可避免地会产生通信时延。因此,在考虑网络环境通信时延的基础上,提出了一种基于自适应积分滑模车辆队列控制器的分布式后向控制方案,该方案可以在线识别和估计未知参数,从而解决三阶车辆节点动力学模型中参数不确定性影响系统稳定性的问题。在设计的积分滑模面中,采用饱和函数替代传统滑模面的符号函数,进一步解决了控制结果中容易出现抖振的问题。然后,利用Lyapunov-Krasovskii定理和无穷范数进行了组合间距策略和间距策略切换下车辆队列系统的内部稳定性和串稳定性分析。最后,通过与现有控制算法进行仿真比较分析,...     

基于SAEJ1939的车辆动力学稳定性控制网络设计及测试

车辆动力学稳定性控制涉及底盘多个执行机构及电子控制单元,所组成控制网络的性能是整个控制系统的关键之一。文中根据SAEJ1939应用层规范,设计车辆动力学稳定性控制网络,并定义其应用层私有通信协议;采用专门的车载网络测试工具,搭建车辆动力学稳定性控制网络测试平台。测试结果显示,所定义的应用层私有通信协议满足系统可靠性的要求,整个车辆动力学稳定性控制网络运行良好。     

基于非线性系统结构稳定性理论的车辆转向动力学研究

为了解车辆转向的内在特性,给车辆转向控制方法提供理论研究基础,依据非线性系统动力学结构稳定性理论,提出了车辆转向动力学分岔理论。基于车辆转向动力学分岔理论对车辆转向动力学特性进行了研究;以车辆前轮转角、车辆纵向速度及后轮转角为分岔参数,研究其对车辆质心侧偏角、横摆角速度的影响规律,得出了车辆在不同转向状态下的稳定转向区间。研究结果表明:车辆稳态转向时不发生动态Hopf分岔,而发生静态鞍结分岔;理论研究结果与车辆实际运行情况相符,非线性系统结构稳定性理论用于车辆转向动力学研究是正确、合理的。     

车辆动力学稳定性控制的理论研究

本文着重探讨了车辆动力学稳定性控制的基本原理，探讨逻辑与控制算法，并在汽车驾驶模拟器所提供的虚拟驾驶环境下进行了试验验证，取得了良好的控制效果。     

Dynamics characteristics analysis and control of FWID EV

Compared with internal combustion engine (ICE) vehicles, four-wheel-independently-drive electric vehicles (FWID EV) have significant advantages, such as more controlled degree of freedom (DOF), higher energy efficiency and faster torque response of an electric motor. The influence of these advantages and other characteristics on vehicle dynamics control need to be evaluated in detail. This paper firstly analyzed the dynamics characteristics of FWID EV, including the feasible region of vehicle global force, the improvement of powertrain energy efficiency and the time-delays of electric motor torque in the direct yaw moment feedback control system. In this way, the influence of electric motor output power limit, road friction coefficient and the wheel torque response on the stability control, as well as the impact of motor idle loss on the torque distribution method were illustrated clearly. Then a vehicle dynamics control method based on the vehicle stability state was proposed. In normal driving condition, the powertrain energy efficiency can be improved by torque distribution between front and rear wheels. In extreme driving condition, the electric motors combined with the electro-hydraulic braking system were employed as actuators for direct yaw moment control. Simulation results show that dynamics control which take full advantages of the more controlled freedom and the motor torque response characteristics improve the vehicle stability better than the control based on the hydraulic braking system of conventional vehicle. Furthermore, some road tests in a real vehicle were conducted to evaluate the performance of proposed control method.     

分布式驱动电动汽车回馈制动失效的液压补偿控制

分布式驱动电动汽车各驱动轮转速和转矩可以单独精确控制，便于实现整车动力学控制和制动能量回馈，从而提升车辆的主动安全性和行驶经济性。但车辆在回馈制动过程中，一旦1台电机突发故障，其他电机产生的制动力矩将对整车形成附加横摆力矩，从而造成车辆失稳，此时虽可通过截断异侧对应电机制动力矩输出来保证行驶方向，但会使车辆制动力大幅衰减或丧失，同样不利于行车安全。为了解决此问题，提出并验证一种基于电动助力液压制动系统的制动压力补偿控制方法，力图有效保证整车制动安全性。以轮毂电机驱动汽车为例，首先建立了整车动力学模型以及轮毂电机模型，通过仿真验证了回馈制动失效的整车失稳特性以及电机转矩截断控制的不足；然后，建立了电动助力液压制动系统模型，并通过原理样机的台架试验验证了模型的准确性；接着，基于滑模控制算法设计了制动压力补偿控制器，并在单侧电机再生制动失效后的转矩截断控制基础上完成了液压制动补偿控制效果仿真验证；最后，通过实车试验证明了所提控制方法的有效性和实用性。研究结果表明：在分布式驱动电动汽车单侧电机再生制动失效工况下，通过异侧电机转矩截断控制和制动系统的液压主动补偿，能够使车辆快速恢复稳定行驶并满足制动强度需求。     

基于功能安全的分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制

分布式驱动电动汽车可以实现四轮转矩分配和差动转向,提升整车的动力学控制性能和经济性,但是四轮转矩独立可控的特点也对功能安全提出挑战。当前轮单侧电机出现执行器故障失效情况时,不仅会产生附加横摆力矩降低车辆安全性,差动转向功能的存在还会使车辆严重偏航。基于此,在设计分布式驱动-线控转向一体化底盘的基础上,基于功能安全提出一种分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制策略。首先建立分布式驱动失效动力学模型,分析前轮失效对车辆状态的影响机理,发现单一的驱动转矩截断控制无法满足车辆状态修正需求;其次设计一套备用的线控转向结构,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,并用台架试验验证跟踪的准确性;然后设计自适应失效诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,在将对应轮进行驱动转矩截断后,通过模型预测控制算法对车轮转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪;最后通过仿真和实车试验验证所提失效补偿控制策略的有效性和可用性。研究结果表明：分布式驱动电动汽车前轮单侧电机失效后,备用的线控转向系统能及时矫正前轮转角,所提出的失效补偿控制策略能够快速恢复车辆的稳定性和路径跟踪能力。     

考虑路面不平度的汽车稳定性控制的研究

考虑路面不平度对汽车稳定性的影响，建立了一个含路面不平度激励的14自由度的汽车动力学模型。在主动悬架技术的基础上，运用直接的反馈控制制定了提高汽车操纵稳定性的控制策略。利用该模型进行了汽车稳定性的仿真研究。与没有稳定性控制系统的仿真结果相比，该控制器的应用能够较好地改善汽车的稳定性。     

Kriging assisted on-line torque calculation for brushless DC motors used in electric vehicles

Torque is one of the most important control factors for a vehicle’s motion. Compared with internal combustion engines, electric motors can have a more accurate torque feedback which brings a lot of advantages to vehicle dynamics and stability control. However, motors used in electric vehicles are facing more difficult conditions than those in conventional applications, such as extreme high/low temperature changing, vibration, aging, etc. The variation of motor parameters due to harsh working conditions can lead to serious problems for motor torque estimation and thus dynamic control of electric vehicles. In this paper, a new method using kriging to estimate the back EMF and thus accurately calculate motor torque in an on-line fashion is presented. With motor speed and rotor position as inputs, kriging predicts back EMF as the output that is used to calculate the motor torque with three phase currents. Using this novel method, motor torque can be accurately calculated even facing high/low temperatures or aging conditions. Experimental tests under the high temperature have been conducted to verify the applicability of the proposed method.     

微型汽车操纵稳定性问题探讨

运用汽车操纵动力学理论，结合微型汽车的结构特点和生产特点，从设计，制造，调整等几个方面对微型汽车普遍存在的转向沉重，回正不好，直线行驶跑偏，路感差，轮胎差异磨损等操纵稳定性问题进行了全面系统的分析研究，同时对汽车直线行驶稳定试验及评价方法进行了初步探讨。     

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。     

New level of vehicle comfort and vehicle stability via utilisation of the suspensions anti-dive and anti-squat geometry

In this article a novel vehicle dynamics control concept is designed for a vehicle equipped with wheel individual electric traction machines, electronically controlled brakes and semi-active suspensions. The suspension's cross-couplings between traction forces and vertical forces via anti-dive and anti-squat geometry is utilised in the control concept to improve driving comfort and driving stability. The control concept is divided into one main and two cascaded branches. The main controller consists of a multivariable vehicle dynamics controller and a control allocation scheme to improve the vehicle's driving comfort. The cascaded feedback loops maintain the vehicle's stability according to wheel slip and vehicle sideslip. The performance of the combined vehicle dynamics controller is compared to a standard approach in simulation. It can be stated that the controller piloting semi-active suspensions together with brake and traction devices enables a superior performance regarding comfort and stability.