分布式驱动无人车路径跟踪与稳定性协调控制

针对无人车路径跟踪过程中跟踪效果与车辆稳定性这一多目标控制问题,基于分层控制理论提出了一种分布式驱动无人车辆路径跟踪与稳定性协调控制策略。建立了车辆动力学模型和路径跟踪模型,利用滑模控制方法设计了上层控制器,旨在减小路径跟踪过程中的航向偏差和横向偏差的同时确保车辆自身的稳定性。在下层控制器中,设计了一种四轮轮胎力优化分配方法,根据上层控制器需求,结合车辆横摆与侧倾稳定性情况,实现四轮轮胎力的定向控制分配。基于CarSim和Simulink搭建了联合仿真模型并进行仿真实验,结果表明,提出的协调控制策略能够有效地控制车辆路径跟踪中的航向偏差和横向偏差,同时确保车辆的侧倾与横向稳定性。     

基于模型预测控制的分布式电动车稳定性控制

基于CarSim/Simulink建立分布式电动车的整车动力学模型,同时建立2自由度的参考模型,用于求解车辆行驶时的期望横摆角速度及质心侧偏角以保持车辆行驶稳定性。同时,基于模型预测控制设计控制器,通过改变驱动轮转矩,获得附加横摆力矩,实现对车辆横摆角速度及质心侧偏角的控制。通过仿真试验,在前轮转角阶跃输入及正弦输入两种工况下,验证控制方法的有效性。     

基于MPC的无人驾驶汽车轨迹控制研究

为更好地实现对无人驾驶汽车行驶路径的跟踪修正,基于模型预测算法控制车辆的车速和横摆角。通过建立车辆运动学模型、制定目标函数、确定约束条件,设计出了轨迹跟踪控制器。并通过Matlab/Simulink、CarSim软件搭建模型预测控制算法。结果显示,在预定工况下,车辆参考路径和实际行驶误差较小,并有较好的横向稳定性。结果表明该算法能在一定程度能保证无人驾驶汽车的安全性,为智能车辆控制提供了基础。     

基于车辆动态控制的防侧翻方法分析研究

本文基于49CFR Part 575法规对车辆防侧翻评价指标进行初步探索,并利用CarSim软件建立具有高质心特性的SUV车辆模型,对车身、制动系统、转向系统、轮胎及悬架等子模块进行了定义,完成非线性动力学模型的建立,结合汽车动态控制系统,建立车辆防侧翻控制策略,同时,利用CarSim与Matlab/Simulink进行联合仿真,模拟SUV在极限工况Fishhook环境下的工作情况,验证防侧翻的作用效果,结果表明:防侧翻策略有效的减小了侧向加速度,使得车辆的抗侧翻能力有所增强,汽车的安全性与稳定性得到了有效的保证,为实车试验提供科学依据。     

针对轮胎-路面附着系数的鲁棒非线性观测器设计及仿真研究

针对轮胎-路面附着系数对于车辆主动安全控制系统的重要性,提出一种以鲁棒稳定性为设计目标的非线性观测器。通过分析轮胎侧向运动,建立数学模型,利用CarSim与Matlab/Simulink搭建联合仿真模型,完成鲁棒自适应观测器设计,获取轮胎路面附着系数和轮胎侧偏角及相关信息,验证并分析所设计观测器的性能。     

汽车轮胎-路面附着系数非线性观测器设计与仿真研究

轮胎-路面附着系数对于车辆主动安全控制系统设计与分析十分重要,本文中提出一种以鲁棒稳定性为设计目标的非线性观测器。通过分析轮胎侧向运动,建立数学模型,利用CarSim与Matlab/Simulink软件搭建联合仿真模型,实现鲁棒自适应观测器设计。通过仿真系统获取轮胎路面附着系数和轮胎侧偏角及相关信息,验证并分析所设计观测器的性能。     

双行星排式混合动力汽车的模式切换协调控制

以一款基于双行星排式动力耦合机构的混合动力汽车为研究对象,针对其模式切换过程中因发动机和电机的动态响应时间悬殊较大而引起的驱动转矩波动太大和整车冲击大等不良现象,提出了"转矩分配+发动机转矩监测+电动机转矩补偿"的动态协调控制策略,并在Matlab/Simulink平台中搭建了控制策略模型,联合LMS. AMESim平台中建立的整车模型进行了联合仿真,以纯电动模式向联合驱动模式切换过程为例进行了模式切换瞬间的舒适性分析。结果表明,动态协调控制策略能有效减小模式切换过程中的驱动转矩波动和整车冲击度,提高了车辆的行驶平顺性,同时冲击度的幅频特性表明,该混合动力汽车模式切换瞬间的整车冲击能量主要集中在1～2 Hz,所提出的满意度评价指标在经过动态协调控制后获得较大提升。     

燃料电池汽车正向建模及人车闭环仿真

应用Matlab/Simulink建立了燃料电池汽车正向模型,描述了从人车控制界面的车辆动力控制部件开始,控制机械转矩发生装置产生转矩,沿转矩传递路线直至车轮使车辆前进的过程;而速度跟踪的纵向驾驶员模型,描述了驾驶员驾驶车辆按给定目标速度行驶的模型.对车辆正向模型与纵向驾驶员模型组成的人车闭环模型进行仿真与试验数据对比表明,该模型准确性高.可对任意给定的循环工况进行仿真.     

基于安全距离模型的AEB系统仿真研究

随着智能驾驶辅助系统的迅猛发展,AEB(Autonomous Emergency Braking)作为智能驾驶辅助系统的重要组成部分已经成为各大厂商研究的热点。基于安全距离模型在Matlab/Simulink中搭建AEB控制算法模型,利用CarSim搭建整车动力学模型,实现联合仿真。仿真结果显示,文章制定的控制算法能够有效实现制动,避免车辆碰撞的发生和有效减轻碰撞强度。     

基于参数自整定模糊PID控制的汽车ABS系统分析与仿真

以Carsim软件中的仿真模型为基础,对汽车防抱死系统(ABS)的模糊控制策略进行研究。参数自整定PID控制具有较好的自适应能力,可根据事先制定好的模糊控制规则对PID参数实现实时修改。以ABS滑移率控制原理及模糊控制理论,制定了整车ABS模糊控制策略。利用CarSim中整车模型,应用Matlab/Simulink设计了ABS模糊控制器,搭建了ABS整车控制系统。借助CarSim与Matlab/Simulink联合仿真平台进行ABS控制策略的仿真实验验证。仿真试验结果表明:基于参数自整定模糊控制的ABS控制策略相对于无ABS控制和常规PID控制,提高了汽车行驶制动稳定性制动效能更加理想。     

基于MPC的四轮转向车爆胎稳定性控制

四轮独立转向驱动汽车相比传统车辆具有更多控制自由度,具备在高曲率跟踪精度好,低附着路面操纵稳定性优越的特点。本文针对车辆在轨迹跟踪中所面对的低附着、爆胎等紧急工况,本研究采用模型预测控制理论,针对四轮转向电动汽车的横摆稳定性问题进行了探究。以横摆角速度和横向误差为控制目标,计算出最优四轮转角和直接横摆力矩,下层采用最优转矩分配并考虑轮胎摩擦圆约束,以实现对四轮驱动电动汽车的稳定性控制。在CarSim/Simulink联合仿真整车模型中,采用参数化建模设置整车参数。通过双移线爆胎工况仿真实验分析,所提出的策略能够有效地提高四轮驱动电动汽车的轨迹跟踪精度,从而提高整车的行驶稳定性。     

汽车ESP系统控制策略的仿真研究

在Matlab/Simulink中建立了"魔术公式"轮胎模型和8自由度整车动力学模型。针对ESP系统的非线性时变特性,设计了基于横摆角速度和质心侧偏角的联合模糊控制器,提出了附加横摆力矩的转矩主动分配策略,并在易于失稳的湿滑路面上进行了典型工况的仿真。结果表明:所设计的控制器和提出的分配策略可以实现对车辆稳定性的较好控制。     

防抱死制动系统对SUV车辆操控稳定性仿真分析

针对SUV车辆在制动情况下出现的操纵性和稳定性变差现象,在CarSim软件中建立了SUV车辆动力学模型,在对开的路面对行驶的紧急制动工况进行了仿真,初步发现防抱死系统对该工况下车辆操纵稳定性的影响最大,为进一步验证,与Simulink结合建立了整车联合仿真模型,将Carsim中SUV制动过程中的制动压力导出至Simulink模型作制动仿真测试,进一步描绘出车轮侧偏角、横移角速度和偏移位移等影响操纵稳定性的参数数值变化曲线,通过分析对比,确定了紧急制动条件下为SUV车辆加装防抱死系统能达到提高操纵稳定性的目标,最终达到安全驾驶的目的。     

四驱混合动力汽车控制策略仿真

简要介绍一款四驱混合动力汽车的基本结构,并且根据汽车行驶的转矩需求,详细论述了不同工作模式下汽车的各个动力部件的转矩分配以及混合动力汽车在模式切换时,各个控制器及动力部件之间的协同工作情况。提出了由ISG电机和后驱电机进行转矩补偿的转矩协调控制策略,以改善汽车的驾驶性能。最后在Matlab/Simulink中搭建了前向式仿真模型,对汽车的转矩分配策略以及转矩协调策略进行了仿真。仿真结果表明,该控制策略是有效的、可行的。     

基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计EI北大核心CSCD

本文中提出了一种基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先建立了非线性3自由度车辆估算模型和Dugoff轮胎模型。接着通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度和转向盘转角等低成本传感器信号的信息融合,实现对车辆行驶状态的准确估计。最后应用CarSim和Matlab/Simulink联合仿真对算法进行验证。结果表明:基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的估计算法能比扩展卡尔曼滤波算法更准确、稳定地估计车辆行驶状态。     

基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计

本文中提出了一种基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先建立了非线性3自由度车辆估算模型和Dugoff轮胎模型。接着通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度和转向盘转角等低成本传感器信号的信息融合,实现对车辆行驶状态的准确估计。最后应用CarSim和Matlab/Simulink联合仿真对算法进行验证。结果表明:基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的估计算法能比扩展卡尔曼滤波算法更准确、稳定地估计车辆行驶状态。     

基于模糊控制的汽车避撞系统建模与研究

针对汽车避撞系统,联合运用CarSim和Simulink建立车辆纵向动力学模型,基于模糊控制理论和PID控制理论设计分层控制系统,通过CarSim仿真得到加速/制动切换逻辑曲线,通过对加速和制动的协调控制,使自车能够在紧急情况下自动制动,起到主动避撞的作用,同时对制动过程对乘车舒适性的影响有所考虑。在典型工况下进行仿真,结果表明在低速和高速条件下避撞系统都能发挥避撞作用,提高行车安全性,同时不会对乘员舒适性造成较大影响。     

Driving Torque Coordination Control of Distributed Drive Electric Vehicles

针对现有分布式驱动电动汽车驱动力控制系统在进入驱动防滑工况时纵向驱动转矩和加速度降低以及产生非期望的横摆力矩和横摆角速度等问题,提出了两种多轮驱动转矩协调控制策略.其中,基于动力性的驱动转矩协调控制策略的目标是改善纵向驱动转矩和加速度,而基于稳定性的驱动转矩协调控制策略的目标则是增加车辆的横向稳定性.实车实验结果表明,所提出协调控制方法有效实现了设计目标,改善了车辆性能.     

基于Carsim的车辆制动防抱死过程分析

文中采用CarSim和Simulink相结合的方法,完成车辆在地面分离附着系数极限条件下的车轮防抱死制动过程的仿真分析。应用CarSim软件的车辆动力学模型(S函数),并定义S函数的输入输出变量,在Simulink环境中对车辆4个车轮施加差动制动控制。通过有无ABS两种情况的比较,分析防抱死系统对于提高制动性能的影响。     

混合动力电动汽车动力总成换挡过程协调控制仿真

介绍了装有AMT的混合动力电动汽车(HEV)换挡过程协调控制逻辑。在Matlab/Simulink和Matlab/Stateflow平台上建立了动力总成模型,并对分离离合器和不分离离合器的两种不同换挡控制策略下的换挡过程协调控制进行了仿真计算。仿真结果表明,所建立的仿真模型能够对HEV的换挡过程协调控制进行模拟,所采用的协调控制逻辑能够使换挡顺利完成。