轮胎附着极限下差动制动对汽车横摆力矩的影响

本文以纵滑－侧偏联合工况的稳态轮胎模型为基础，分析了汽车极限转向条件下制动作用于不同车轮时对汽车横摆力矩的影响，并通过整车动力学仿真进行了验证，研究结果为利用差动制动控制提高汽车的高速操纵稳定性提供了动力学依据。     

基于SIMULINK的汽车高速行驶姿态的影响因素分析

基于MATLAB/SIMULINK,以3自由度汽车非线性动力学模型为基础,建立仿真模型对汽车行驶姿态进行仿真研究,并且模拟了汽车在极限行驶工况下的行驶姿态,较低的行驶速度,适当增加侧倾转向系数可以提高汽车的操纵稳定性。前正/后负车轮外倾角可以保证汽车在高速转向/制动时保持一定的恢复横摆力矩,提高行驶安全性。改变侧倾阻尼系数对高速转向的操纵性影响不大而对行驶的平顺性有较大影响。     

基于LQR的汽车横摆力矩控制研究

针对汽车极限工况稳定性控制问题,论文基于最优控制理论LQR进行了汽车横摆力矩控制研究.建立了整车七自由度动力学模型,设计了LQR附加横摆力矩控制算法.为了提高制动稳定性,相对于传统单轮制动研究了单侧两轮附加横摆力矩分配方法.最后选择增幅正弦转向低附着路面行驶工况对控制算法进行了验证.仿真结果表明所研究的控制算法能够有效提高汽车极限工况行驶稳定性.     

基于ADAMS/View的汽车转向系统力矩波动优化设计

汽车转向过程中,转向力矩的波动直接影响驾驶员操作的舒适性和驾驶平顺性。文章在ADAMS/View中建立了参数化的汽车转向操纵系统双十字轴万向节传动运动学仿真优化分析模型,基于建立的仿真优化模型对某车型转向系统的力矩波动进行了仿真分析并进行了优化设计,得出了最佳的转向传动轴万向节叉的相位角及轴系布置方案,优化方案将转向系统的力矩波动控制在了允许的范围内,得到了满意的结果。     

基于动态门限值的分布式驱动电动汽车驱动力矩控制研究

为改善分布式驱动电动汽车高速行驶稳定性，避免频繁驱动控制操作对汽车行驶安全性的影响，提出了一种适应不同驾驶工况的参数动态门限值算法，设计了汽车附加横摆力矩滑模控制策略和驱动力矩二次规划优化分配控制策略，并进行了角阶跃输入工况和双正弦输入工况的仿真分析。结果表明，所设计的控制策略能有效控制汽车的质心侧偏角与横摆角速度，在保证汽车行驶稳定性的前提下，使质心侧偏角与理想值偏差减小了3.6%以上，轮胎附着利用率减少19.5%以上，有效地降低了轮胎附着利用率，提高了汽车的行驶安全性。     

基于预测控制的车辆稳定性研究

设计了以2自由度车辆模型为预测内部模型、以补偿车辆横摆力矩为输出的汽车ESP预测控制器,并结合Matlab/Simulink建立的7自由度整车模型对所设计预测控制器进行了转向阶跃输入和正弦输入的仿真分析。结果表明,该预测控制器能很好控制汽车的横摆角速度和限制质心侧偏角,提高了汽车在高速转向工况下的稳定性,进而验证了所建模型的合理性和控制算法的有效性。     

轮胎原地转向离散仿真模型

建立了轮胎印记范围内的原地转向物理模型,对印记内的胎面进行了离散处理,分析了胎面单元的变形和滑移情况,通过胎体上下表面的力矩平衡,得到轮胎所受回正力矩,并对计算过程进行了详细说明。给出不同工况下原地转向时轮胎所受回正力矩,并进行了试验验证。结果表明,该离散仿真模型能较好的反应轮胎的原地转向特性,能方便地分析轮胎结构参数及印迹内压力分布对原地转向特性的影响。     

轻型高机动越野汽车转向力矩研究

研究了汽车转向时,转向盘上的作用力和力矩计算分析方法。以某轻型高机动越野汽车为例,通过仿真分析计算和道路试验验证了研究理论的合理性。     

基于模糊PD控制的电动助力转向系统建模及仿真分析

汽车电动助力转向系统的基本功能是利用电机产生助力力矩帮助转向。与传统的转向系统相比该系统结构简单，灵活性大，能较好地满足汽车转向性能的要求；在操纵舒适性、安全性、节能等方面也充分显示了其优越性。本文对汽车电动助力转向系统的结构及其动力特性分析，建立数学模型，设计了一种自适应模糊PD控制系统。并进行了仿真研究。仿真结果表明，基于模糊PD控制的EPS比传统PD控制具有更好的助力特性和抗干扰能力。     

基于模糊PD控制的电动助力转向系统建模及仿真分析

汽车电动助力转向系统的基本功能是利用电机产生助力力矩帮助转向。与传统的转向系统相比该系统结构简单，灵活性大，能较好地满足汽车转向性能的要求；在操纵舒适性、安全性、节能等方面也充分显示了其优越性。本文对汽车电动助力转向系统的结构及其动力特性分析，建立数学模型，设计了一种自适应模糊PD控制系统。并进行了仿真研究。仿真结果表明，基于模糊PD控制的EPS比传统PD控制具有更好的助力特性和抗干扰能力。     

分布式驱动电动汽车转向工况转矩分配控制研究

针对分布式驱动车辆转向工况在低速下期望提高转向机动性能,高速下期望保证行驶稳定性的需求,充分考虑转向行驶内外侧车轮的转向关系以及车辆动力学,制定了适应车速变化的四轮转矩分配策略,建立了四轮轮毂电机驱动模型以及二自由度参考模型。为了改善分布式驱动转向机动性能,建立自抗扰控制器调整内外侧车轮转矩,形成合理的转速差,减小转向半径,以提高转向机动性;对于高速转向行驶稳定性的需求,通过二次规划方法优化分配各车轮驱动力矩,分析轮胎纵横向附着裕度建立目标函数,并加入附加横摆力矩和路面附着力的限制,进行车轮驱动转矩的在线优化分配,提高车辆转向行驶的稳定性;另外为避免2种控制模式转换时驱动转矩突变,根据车速和稳定性参数制定模糊规则决策2种模式的协调系数,保证2种控制模式的平滑过渡。基于CarSim和MATLAB/Simulink进行联合仿真,并搭建硬件在环平台进行试验,对所提出的方法进行验证。结果表明：在低速转向工况下,提出的分配策略能够调节内外侧车轮产生差速效果,与转矩平均分配的策略相比,转向半径有所减小,提高车辆机动性;高速转向工况下,分配策略能够保证车辆稳定转向,与未考虑稳定性控制的分配策略相比,能更好地跟踪目标轨迹,且横摆角速度控制在参考横摆角速度附近,证明了所提控制策略的有效性。     

Boundary conditions of active steering control of independent rotating wheelset based on hub motor and wheel rotating speed difference feedback

The source of torque ripple in a permanent-magnet synchronous motor was analysed. Based on the feedback of the rotating speed difference between the left and right wheels, the error value of torque ripple in an in-wheel motor was calculated. Next, a simulation model of active steering control of an independently rotating wheel (IRW) in an in-wheel motor was developed to investigate effects of torque ripple. The relationship between the accuracy of active steering control of an IRW in an in-wheel motor and wheel/rail profile was derived, and then the boundary conditions of active steering control were obtained. Finally, a method was proposed to improve the active steering control of an IRW by optimising the tread.     

Steering torque control using variable impedance models for a steer-by-wire system

This paper presents a novel sensor-less steering torque control method for applications to the steer-by-wire system. A steer-by-wire system has not any mechanical link to connect a steering wheel and a rack and pinion gear module. Instead of mechanical devices, two electric motors are used on each side. A one motor is attached to the steering wheel and the other is set on rack and pinion. The motor on the steering wheel works as a deliverer between a steering torque and load torque from the road. In this paper, we focus on motion control related to the steering feel based on impedance control. Therefore, the model of rack and pinion is not considered in this work. In most power steering systems, a torque sensor is used to set impedance effect on driver’s steering feel. In this paper, we proposed a novel steering control method without using any torque sensors. The effectiveness of a proposed method is confirmed from experimental results.     

分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配

为了提高分布式驱动电动汽车的经济性和续航里程,对4个轮毂电机驱动转矩优化分配问题进行研究。通过轮毂电机台架试验得到轮毂电机的驱动效率特性,分析转矩优化分配实现节约整车能耗的可行性;建立侧重提高电机效率的目标函数,使电机转矩处于电机效率Map图中的高效区;建立侧重提高电机响应速度的目标函数,减小转矩分配瞬间电流波动过大带来的能耗;基于模糊理论设计以电机效率为变量的权重函数,实时调节权重来协调2种目标函数,提出一种转矩节能优化分配方法,得到最优的轴间转矩分配系数。在后轴驱动、平均分配、优化分配3种分配方式下进行整车能耗的ECE城市循环工况对比仿真分析。结果表明：提出的节能优化分配方法通过实时优化驱动电机的转矩,避免了电机工作在转矩过大和过小的低效区,提高了整个驱动系统的能量利用率,相比于后轴驱动和平均分配整车能耗效率提高了5.91%和10.54%;实车试验验证了转矩节能优化分配算法的节能效果,优化分配相比另外2种分配方式整车能耗效率分别提高了3.66%和8.58%。     

基于直接转矩驱动的电动车动态特性分析

根据异步电机直接转矩控制原理,在Matlab/Simulink软件环境下建立了电动汽车用异步电机的仿真模型和定子磁场定向下的DTC控制系统模型.以实际电动汽车用电机为例,对电动汽车的几个典型工况进行仿真分析.仿真结果表明,该电机及控制模型具有良好的稳态、动态性能,是一个很好的电动车驱动选择方案.     

一种减轻装有EPS汽车转向扭矩的控制策略

本文提出了一种新的电动助力转向系统的控制策略,以减小车辆静止时改变方向所需的转向力。以前尝试通过减少不良的转向振动来减少转向扭矩失败的原因是因为高辅助增益往往会产生震荡或增加噪声敏感性。为了消除此种振动,开发出一种基于控制齿轮角速度的控制策略,它是在简化的转向模型的基础上开发出来的。这个实验获得了很好的齿轮角速度的估计值,这样就有可能消除方向盘所有旋转速度下的振动。实验证明在方向盘大转速变换下,转向扭矩显著降低,无振动传输给司机。所提出的控制策略使用一个辅助来获得超过原来的三倍以上的增益。此外,所提出的控制策略不需要补充传感器。     

客车主销定位角和回正力矩的计算及关系

推导出车辆主销定位参数引起的回正力矩计算公式;分析主销定位参数的作用;提出直线行驶的车辆,虽然没有侧向力的作用,但其左右转向轮仍有预加的回正力矩,以及回正力矩与主销偏移距没有关系的结论。     

Torque ripple minimization control of permanent magnet synchronous motors for EPS applications

This paper identifies a control method used to reduce torque ripple of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) for an electric power steering (EPS) system. NVH (Noise Vibration Harshness) is important for safe and convenient driving. Vibration caused by motor torque is a problem in column type EPS systems. Maintaining a very low torque ripple is one solution that allows for smoother steering. Theoretically, it is possible to design and drive the motor without torque ripple. However, in reality, a PMSM system torque ripple is caused by the motor itself (saturation in the iron core and EMF distortion) and the imperfect driver. This paper analyzes torque ripple of a PMSM system, and an advanced PMSM control method for the column typed EPS system is presented. Results of the analysis indicate that the compensation current is needed in order to minimize torque ripple when a PMSM is driven.     

基于MATLAB/SIMULINK的汽车电动助力转向系统特性仿真

为了研究电动汽车EPS助力特性对汽车操纵稳定性的影响,在对EPS工作原理和助力特性进行分析的基础上,建立了EPS动力学方程,设计了一种能实现理想助力特性的PID控制器。基于MATLAB/SIMULINK对其进行了仿真分析,结果表明,系统加入PID控制后齿条位移、方向盘转角及检测转矩相比无控制时运行更平稳,调节时间分别缩短0.2,0.4,0.4 s;前助力转矩阶跃响应呈高频波动,电机内部的波动现象明显改善,PID控制器对于EPS的助力特性具有更好的控制效果和稳定性。     

基于MPC的分布式驱动越野车辆原地转向控制研究

针对轮毂电机分布式驱动越野车辆在狭小空间快速机动的需求,设计了一种分层结构的原地转向控制策略。基于动力学原理分析了各轮载荷、附着条件对原地转向横摆速度的影响机理,并搭建原地转向运动学模型,上层采用模型预测控制算法设计原地转向理想轨迹以及期望的横摆角速度,开发基于PI滑模控制的横摆运动跟踪算法,通过补偿转向横摆力矩以提高方向角控制的鲁棒性和稳定性,下层以最优轮胎利用率为目标,设计二次规划算法优化分配各轮附加横摆力矩。dSPACE硬件在环测试结果表明,所提出的控制算法可在保证稳定性的前提下实现原地转向,大幅提高了车辆的转向机动性,在方向盘动态输入仿真中,车辆最大转弯半径为0.157 m,转向中心的最大偏移量为3.610 m;同时,驾驶员能对转向过程进行闭环控制,实现了原地转向过程中横摆速度的实时调节。