智能汽车横纵向运动控制方法综述

在我国随着人民生活水平的提高,车辆保有量也在呈倍速增长,进而引起了大量的交通安全问题,其中由驾驶员操作不当引起的交通事故约占所有交通事故的75%。而汽车的智能化发展可以很好地解决此类交通安全问题。智能汽车的核心技术主要包括环境感知、行为决策及运动控制三方面。其中运动控制作为智能汽车核心技术之一,有着重要的研究意义。智能汽车的运动控制包括横向控制和纵向控制两部分,对汽车横、纵向运动控制中的多种方法进行了分析介绍,包括模型预测控制、模糊逻辑控制、神经网络的自适应滑膜控制、直接式控制和分层式控制;同时介绍了横纵向耦合实现运动控制的重要性,并分析了其研究现状;最后,对智能汽车运动控制的后续发展方向进行了展望,有助于智能汽车运动控制的进一步优化发展。     

无人驾驶方程式赛车运动控制关键技术综述

FSAC中国大学生无人驾驶电动方程式汽车大赛是中国大学生方程式系列赛事中的一项比赛,该比赛旨在顺应无人驾驶发展趋势以及培养行业相关人才,无人驾驶方程式赛车包括总布置设计,环境感知,线控底盘以及运动控制等多种关键技术。而运动控制是无人驾驶赛车研究领域的核心技术之一,是其他部分实现功能的基础,主要包括横向控制、纵向控制以及横纵向协调控制。论文主要针对无人驾驶电动方程式赛车运动控制,对无人驾驶电动方程式赛车的横向控制、纵向控制以及横纵向协调控制三个方面进行总结与分析,指出以无人驾驶电动方程式赛车为载体,通过对车辆横向控制,纵向控制以及横纵向协调控制的研究,来提高无人驾驶汽车的运动控制的稳定性,加快无人驾驶汽车运动控制的研究速度,争取早日实现无人驾驶。     

自动驾驶汽车横向运动控制方法综述

对自动驾驶汽车的横向运动控制技术进行了介绍,从车辆模型、控制策略、控制方法 3个方面分析了横向运动控制的国内外研究现状。针对目前横向运动控制研究中存在的问题,提出未来自动驾驶横向运动控制的研究应趋向于横/纵向运动控制耦合、车辆底盘控制技术与自动驾驶运动控制技术结合,以及车联网模型下的新型运动控制技术探索几个方向,以实现横向运动控制技术综合性能的进一步提高。     

汽车发动机曲轴纵向振动的研究

本文研究了汽车发动机曲轴的纵向振动的计算方法和振动特性，首先分析了曲轴产生纵向振动的两种等效激励源－弯曲－纵向耦合力矢和扭转－纵向耦合力矢，建立了简化模型和在两种不同性质的力作用下的统一运动方程，并分析了求解方法和步凑，用新设计的扭／弯／纵振动测量仪实测了曲轴自由端的纵向振幅，与计算结果相当吻合，说明本文提出的分析汽车发动机轴系纵向振动的方法合理可行。     

智能无人车纵向运动控制方法研究

为解决智能无人车对期望车速的跟踪问题,本文针对无人车的纵向运动控制系统进行了研究,分别设计了驱动控制器、制动控制器以及两者间的切换逻辑。其中,驱动控制采用单神经元PSD控制策略,制动控制则采用增量式PID控制策略。最后,通过Carsim/Simulink联合仿真对设计的纵向运动控制系统进行测试。结果表明,设计的纵向运动控制系统能够有效跟踪期望车速,且将误差保持在较小范围内。     

道路不平度对防抱制动系统的影响

根据现代防抱制动系统的工作原理，分析了汽车在平道路上制动时，路面形状，汽车的垂直振动和车轮纵向振动对防抱制动系统的影响，同时，探讨了降低道路不平度以防抱制动系统影响的可能途径。     

汽车纵向行驶安全报警系统开发

在介绍现代汽车主动避撞系统的基础上，设计了一个汽车纵向行驶安全报警系统，研制了系统相关硬件及安全报警软件，在此基础上，通过实车试验对车头时距报警算法和驾驶员预估报警算法进行了比较分析，证明了所开发系统的有效性。     

汽车纵向避撞动力学模型的建立与仿真

为了验证汽车纵向避撞系统的安全性和鲁棒性,本文运用Carsim建立了特定参数的车辆动力学模型,经过理论分析并利用Simulink搭建了期望节气门开度和期望制动压力输出模型,充分利用各动力总成现有的标准数据,建立了模拟汽车主动避撞系统中车辆在复杂工况的行驶过程中的纵向避撞动力学模型。在典型工况下进行仿真分析,仿真结果表明在低速和高速条件下,避撞系统都能充分发挥其避撞作用,提高行车安全性。     

键合图理论在汽车纵向角振动主动控制中的应用

本文应用键合图理论建立了汽车5自由度振动系统的键图模型并推导出状态方程，以垂直振动、纵向角振动能量最小和控制能量最小为目标函数，利用状态反馈原理代化出前悬架减振器的最佳控制力，对汽车驶过三角形单凸起时的振动响应进行了计算机仿真分析。结果表明，具有主动控制悬架的汽车，其纵向角振动得到明显的衰减。     

防抱死制动系统的维修与防侧滑技术

汽车在行驶中的纵向滑动及抱死的预防，是汽车维修的核心技术之一，但侧滑很容易被人们忽视，文中从技术分析入手，介绍了几种有代表性的防抱死制动系统的维修方法。     

Extended-Kalman-filter-based regenerative and friction blended braking control for electric vehicle equipped with axle motor considering damping and elastic properties of electric powertrain

Because of the damping and elastic properties of an electrified powertrain, the regenerative brake of an electric vehicle (EV) is very different from a conventional friction brake with respect to the system dynamics. The flexibility of an electric drivetrain would have a negative effect on the blended brake control performance. In this study, models of the powertrain system of an electric car equipped with an axle motor are developed. Based on these models, the transfer characteristics of the motor torque in the driveline and its effect on blended braking control performance are analysed. To further enhance a vehicle's brake performance and energy efficiency, blended braking control algorithms with compensation for the powertrain flexibility are proposed using an extended Kalman filter. These algorithms are simulated under normal deceleration braking. The results show that the brake performance and blended braking control accuracy of the vehicle are significantly enhanced by the newly proposed algorithms.     

并联式混合动力电动汽车动力总成控制器硬件在环仿真

通过对EQ6110并联式混合动力城市客车的动力总成系统结构和控制系统的分析,研制开发了用于并联式混合动力电动汽车(PHEV)的动力总成控制器设计开发的硬件在环仿真系统;详细介绍了动力总成各个部件仿真模型的建立,包括发动机模型、电机模型、动力电池模型以及传动系统模型等;通过Matlab/Simulink的建模,运用dSPACE实时计算系统成功地构建了PHEV多能源动力总成控制器的硬件在环仿真系统;最后进行了PHEV动力总成控制器硬件在环仿真的测试试验研究。     

车速控制系统自适应油门控制器设计

在分析非线性车辆纵向动力学模型及简化模型基础上，采用一种简化非线件模型设计自适应油门控制器，并应用李亚谱诺夫理论证明了传动系统存在动态过程时控制系统的稳定性。通过对基于简化线性和非线性模燃的自适应控制器的仿真研究，结果表明后者具有更好的收敛性。试验结果也进一步表明，基于非线性模型的自适应控制器可以通过自适应调节减小参数不确定造成的干扰，当传动系统存在动态过程时可以保证车速跟踪误差有界。     

汽车动力驱动系统传递特性实验建模

利用最小二乘辨识方法建立了汽车在特定工作条件下动力驱动系统的传递函数模型,通过模型降阶对其进行了简化,仿真对比表明模型辨识和降阶具有足够的精度。建模途径可用于汽车车速自动控制系统节气门开度控制器的开发。     

Modeling and control of engine starting for a full hybrid electric vehicle based on system dynamic characteristics

This paper focuses on the dynamic modeling and control of engine starting for a Full Hybrid Electric Vehicle (FHEV) consisting of an Integrated Starter Generator (ISG) and Dual Clutch Transmissions (DCTs). The dynamic characteristics of the engine, the ISG motor and the main clutch are analyzed respectively. The dynamic models of the main components of the powertrain system are also established taking the system dynamic characteristics into consideration. The FHEV dynamic model of engine starting during electric driving mode has been investigated in detail. The coordinated control strategy of engine starting has been proposed based on the powertrain system dynamic characteristics. The simulation for the engine starting control during electric driving mode has been performed based on the Matlab/Simulink platform. The simulation results show that the proposed control strategy satisfies the requirements of response and smoothness during engine starting process. Furthermore, a bench test has been carried out to analyze the system characteristics during engine starting process. The test data is highly agreeable to the simulation data and the effectiveness of engine starting control strategy is validated by the comparison between simulation results and the test data.     

Excitation force analysis of a powertrain based on CAE technology

The excitation force of a powertrain is one of major sources of interior noise in a vehicle. This paper presents a novel approach to predict the interior noise caused by the vibration of the powertrain by using the hybrid TPA (transfer path analysis) method. Although the traditional transfer path analysis (TPA) is useful for the identification of powertrain noise sources, it is difficult to modify the structure of a powertrain by using experiments for the reduction of vibration and noise. In order to solve this problem, the vibration of the powertrain in a vehicle is numerically analyzed by using the finite element method (FEM). The vibration of the other parts of the vehicle is investigated by using experiments based on vibrato-acoustic transfer function (VATF) analysis. These two methods are combined for the prediction of interior noise caused by a powertrain. Throughout this research, two papers are presented. This paper presents a simulation of the excitation force of the powertrain exciting the vehicle body based on numerical simulation. The other paper presents a prediction of interior noise based on the hybrid TPA, which uses the VATF of the car body and the excitation force predicted in this paper.     

基于有限元技术的动力总成悬置支架拓扑优化的研究

建立悬置系统的动力学模型,进行动力学仿真并获得载荷数据.进而应用有限元方法对动力总成悬置支架进行分析;根据分析结果,使用连续体结构拓扑优化技术对支架模型进行拓扑优化,减轻了悬置支架的质量.     

新型混合动力汽车动力切换动态过程分析

为对基于行星齿轮机构的新型混合动力系统由纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动进行研究,建立了新型混合动力传动系统的动力学模型,对动力切换过程进行了分析.提出了该过程的转矩协调控制策略,并通过仿真和台架试验进行了验证.结果表明,该转矩协调控制策略能有效减小纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动和对整车的冲击.     

动力总成半主动悬置动态特性仿真与试验研究

分析了某轿车动力总成半主动悬置的结构及工作原理,应用键合图理论建立了该悬置系统键合图模型和数学模型,并进行了系统动态特性仿真计算。仿真结果与台架试验结果对比表明,悬置在低频段仿真与试验结果具有良好的一致性,验证了采用键合图方法研究悬置低频动态特性的适用性和可信性。该研究可为半主动悬置结构设计及动态特性仿真分析提供参考。     

车辆动力传动系固有特性灵敏度分析及动力学修改

分析了车辆动力传动系无阻尼自由振动固有特性的灵敏度，特别给出了固有频率和振型对轴系刚度及惯量等物理参数的灵敏度。基于固有特性灵敏度分析，给出了动力学修改的计算方法。并以某重型车辆动力传动系为实例计算并分析了其固有频率和振型的灵敏度问题，在此基础上进行了动力学修改。