电动化车辆主动防抖控制策略的研究

为了在保证电动化车辆整车平顺性的同时,提高其动力响应性能,针对其传动系统的欠阻尼特性,文章基于整车控制系统开发了两种主动防抖控制策略,即驾驶性扭矩滤波控制和主动阻尼控制。通过搭建整车动力学仿真验证环境,对主动防抖控制策略进行了仿真分析,并将主动防抖控制策略移植到实时控制系统上,进行了实车试验。仿真和实车试验结果表明,与驾驶性扭矩滤波策略相比,主动阻尼控制策略能更好地避免整车起步抖动的问题,并实现更快速的动力响应。     

一种新型开关式主动横向稳定杆装置的控制研究

针对装有被动横向稳定杆的车辆在高速大转角转向时容易发生侧翻及在直线行驶时乘坐舒适性变差的问题,设计了一种开关式主动横向稳定杆装置。基于整车6自由度模型设计了线性二次型最优控制器对车辆转向时的侧倾进行控制;直线行驶时,主动横向稳定杆处于"OFF"状态,降低悬架刚度,提高车辆舒适性。采用时域与频域仿真验证了该装置的有效性,并通过台架试验对基于粒子群优化的线性二次型最优侧倾控制策略进行了验证。     

纯电动Tip-In/Out工况的前馈校正与主动阻尼防抖控制

因电机转矩频繁、大幅值变化以及行星排的间隙和摩擦,复合功率分流式混合动力汽车纯电动行驶时易发生传动系扭转振动,影响整车驾驶平顺性。为提升驾乘品质,本文中提出了前馈校正和主动阻尼防抖两种控制策略。首先,考虑扭转减振器、传动轴和轮胎的弹性,对复合功率分流混合动力系统进行动态建模,并将其简化为一双质量块模型,推导了系统传递函数矩阵并对传动系扭转振动特性进行了分析。其次,基于简化模型设计了前馈校正器,对系统零极点进行重新配置,优化系统固有振动频率。然后,基于简化模型设计了轮速观测器和主动阻尼控制策略,探讨了观测器的极点配置方法。最后,通过仿真和试验对上述两种防抖策略进行验证。仿真和试验结果表明:前馈校正和主动阻尼策略均能有效抑制系统纯电动工况下齿圈转速波动,降低整车冲击度,提升驾驶平顺性。其中,前馈校正策略的抖动抑制效果优于主动阻尼策略,但主动阻尼策略的整车动力性优于前馈校正策略。     

基于电压控制的混合动力履带车辆控制策略研究

结合车辆结构形式和DC—DC变换器控制方法,在功率跟踪控制策略基础上提出一种基于电压控制的混合动力履带车辆控制策略。并在Simulink/Stateflow环境下对提出的控制策略进行建模,将控制逻辑与整车驱动系统模型联合,得到以加速踏板、制动踏板和转向盘为输入,包含控制策略的混合动力履带车辆模型。在不同工况下进行仿真,仿真结果表明该控制策略可行并可使车辆具有良好的加速性能和转向性能。     

油气悬架整车的振动状态观测器设计

针对油气悬架阻尼实时控制中的车身振动状态测量问题,建立了油气悬架整车7自由度振动模型的状态方程,并基于该状态方程设计了油气悬架整车振动状态观测器。该状态观测器以油气悬架油缸压力为输入,以悬架动行程误差作为反馈,通过设计观测器的反馈增益,使得观测器状态能够跟踪被观测车辆的真实状态。状态观测值与试验测试值的对比表明,所设计的状态观测器能够有效观测出油气悬架车辆的振动状态。     

电机-变速器集成驱动系统扭转振动控制的研究

针对电动汽车的电机-变速器集成驱动系统,提出了一种线性二次型调节器结合观测器的电机控制方案,以抑制系统的扭转振动。以电机机械角速度、车轮角速度和扭转角作为系统状态变量建立了状态方程,并分析了系统的振动特性。仿真结果表明,观测器能够有效地估计状态变量,线性二次型调节器的采用使系统的振动得到了更好的抑制,提高了车辆的换挡质量和行驶性能。     

新型纯电动汽车动力系统控制研究

从整车纵向动力学集成控制角度出发,提出了一种新型的纯电动汽车速度分级调控系统。将加速踏板开度区间转化为对应的分级目标车速,建立基于模糊PID控制的车速闭环反馈自调节整车动力控制系统,并在Matlab/Simulink中搭建系统模型,进行了仿真试验。研究结果表明,该系统克服了传统控制系统中存在的反复修正、操作繁琐等缺点,能在纯电动汽车典型行驶工况下满足车辆操控要求,具有较大的实用价值。     

基于常规助力与主动转向的车辆横向控制研究

文章阐述了电动助力转向（EPS）系统在新能源汽车上的应用,探讨了新能源汽车自动驾驶系统中的车道保持辅助系统（LKA）实现途径。首先,针对某品牌电动乘用车EPS建立了模型,制定了基于上层直线助力控制和下层模糊比例-积分-微分（PID）控制的常规助力控制模式;然后,建立二自由度车辆模型和车路误差模型,制定基于线性二次调节器（LQR）的控制策略,根据车辆状态通过角度将LKA与EPS进行交互,实现车辆的主动前轮转向控制。最后,利用MATLAB/Simulink与CarSim联合仿真平台进行仿真模拟验证,仿真结果显示,制定的控制策略能够精确地实现新能源汽车的常规助力和LKA主动转向的功能,可极大提高车辆的行驶安全性。     

AMT汽车起步过程节气门目标控制量的确定

根据电控机械自动变速汽车起步过程中,对不同目标油门踏板开度下传动系统冲击度的设计要求,提出一种新的节气门开度变化率目标控制量的求取方法.通过Matlab/Simulink仿真分析,建立了节气门开度变化率随目标油门踏板开度和离合器接合位移量而变化的目标控制数表.试验结果表明:所确定的节气门开度变化率目标控制数表,可有效地协调离合器接合速度与节气门开度之间的变化关系,较好地满足电控机械自动变速汽车的发动机局部恒转速起步控制策略的要求.     

基于目标速度的汽车ACC系统油门控制策略研究

ACC系统能够根据雷达等传感器检测到的前方车辆行驶信息,并自动控制本车的油门开度和制动强度,实现自适应巡航行驶,通过对车辆行驶纵向阻力特性的分析,针对目前广泛使用的基于目标加速度的油门开度控制策略受车辆装载质量影响较大的情况,利用功率平衡原理,提出了1种基于目标车速的油门开度控制策略,并利用PreScan软件对基于目标车速的油门开度控制策略进行了仿真实验,仿真结果表明了该控制策略有效的避免了整车装载质量变化对控制目标的影响。     

带天棚阻尼的1/2车辆主动悬架仿真研究

建立了两种带天棚阻尼的1/2车辆主动悬架控制模型,结合线性二次型最优控制理论,基于MATLAB线性二次型最优控制函数LQR(Linear Quadratic Regulator)、LQG(Linear Quadratic Gaussian)分别设计和计算两种模型中的控制力;利用MATLAB/Simulink工具建立仿真模型,在相同输入情况下对两种模型的部分性能参数进行仿真比较。结果表明基于LQR的主动悬架的质心加速度和车身俯仰角加速度响应值比基于LQG的小很多,而前后轮动载荷、前后悬架动行程响应值相差不大;理论上,基于LQG设计的带天棚阻尼的1/2车辆主动悬架系统更切实际。     

基于模糊控制的纯电动汽车加速输出转矩优化控制策略

为使纯电动汽车加速时的输出转矩充分符合驾驶员加速意图,设计了常规、动力、经济等3种驾驶模式供驾驶员手动选择。常规模式下,基于线性稳定驱动转矩控制策略确定基本输出转矩;动力模式下,采用模糊控制算法以加速踏板开度及其变化率为输入,动力优化转矩为输出,对基本输出转矩作增矩优化;经济模式下,采用模糊控制算法以电机转速和加速踏板开度为输入、经济优化转矩为输出,对基本输出转矩作减矩优化。仿真结果表明,上述控制策略可以很好地反映驾驶员加速意图,达到不同模式下所期望的控制目标。     

汽车电子节气门的使用特点与对策

<正>电子节气门是针对传统的拉线式节气门而言的。拉线式节气门用细钢绳直接将加速踏板与节气门相连,加速踏板的位置决定了节气门开度的大小。电子节气门(图1)没有拉线,是在加速踏板内安装了加速踏板位置传感器(它是滑动触点电位计)。随着加速踏板位置的变化,电位计阻值也发生线性变化,由此产生反映加速踏板位置的电压信号输入ECU,由ECU驱动步进电动机控制节气门的开度。     

汽车爆胎特性建模与主动制动控制策略

为了提高汽车在突发爆胎事故时的稳定性,对爆胎汽车主动制动控制策略进行了研究。根据车轮爆胎时间与压力变化的关系,在UniTire模型基础上建立了爆胎模型;根据电子稳定性控制系统中横摆角速度及质心侧偏角对汽车稳定性影响的关系,基于二自由度汽车动力学模型,通过计算汽车横摆角速度及质心侧偏角实际值与理想值的偏差,并基于线性二次型调节器最优控制方法决策出最优附加横摆力矩,从而修正爆胎后汽车的运动状态。最后通过计算机仿真对所提策略的有效性进行了验证。结果表明：主动制动控制策略可以保证爆胎过程中汽车的行驶稳定性和安全性。     

并联式混合动力汽车模式切换控制策略研究

并联式混合动力汽车模式切换时离合器会介入传动系统,容易引起较明显的冲击感,是影响整车驾驶舒适性的主要因素。为此,提出了基于离合器双模糊和电机转矩协调的模式切换控制策略。首先建立混合动力汽车模式切换过程的动力学模型,以减小离合器滑磨功为目标,对模式切换时的离合器接合过程进行划分;其次,结合混合动力汽车模式切换的基本要求和驾驶意图,制定离合器双模糊控制策略,分别对滑摩阶段的接合时长和转矩同步阶段的压力变化率进行控制;然后以离合器滑磨功和整车冲击度为优化目标,采用二次型最优控制算法对滑摩阶段的接合压力进行优化,从而获取模式切换过程中离合器的最优接合压力轨迹;在此基础上,通过实时计算离合器传递转矩,根据电机转矩响应快的特点,制定电机转矩协调控制策略;最后,基于某混合动力试验样车,在底盘测功机上分别进行缓加速、中等加速和急加速下的模式切换试验,对所提出的控制策略进行验证。试验结果表明：该策略能较好地反映驾驶人驾驶意图,保证离合器的使用寿命,所产生的整车冲击度均处于合理范围之内,改善了整车模式切换过程中的驾驶舒适性。     

Strategy of Acceleration Torque Compensation Control for Electric Vehicle

为了解决电动汽车在急加速和急起动时电机输出动力不足难以满足驾驶员对动力需求的问题,在对汽车加速过程力矩特性分析的基础上提出了一种加速转矩补偿控制策略.该策略可在线性稳定的驱动力矩控制策略的基础上确定基本驱动力矩.采用模糊控制算法开发了以加速踏板开度及其变化率为输入、目标扭矩增量为输出的驾驶员意图表达控制器.在此基础上设计了加速转矩补偿算法用于计算补偿扭矩.最终确定了驾驶员的转矩需求并向电机驱动系统发出了转矩控制指令.仿真结果表明,该控制策略能够显著提升电动汽车的加速性能.     

具有辅助动力源的燃料电池汽车功率平衡控制算法

建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池汽车动力系统的动态数学模型。通过设计线性二次型调节器得到最优控制律;通过构造状态观测器解决状态变量蓄电池开路电压不可测量的问题,从而建立了基于全状态反馈的燃料电池汽车动力控制算法。离线仿真和实车转鼓试验证明,所建立的动力控制算法达到了既定的控制目标,并且充分考虑了动力系统主要部件的动力性和经济性。     

基于逆控制策略模型的电动车驾驶机器人车速控制

为满足驾驶机器人利用加速踏板行程信号实现对于电动车速度跟随的需求,提出了一种基于逆控制策略模型的车速控制方法。该方法在传统纵向动力学的车速控制回路基础上,引入了车辆控制策略模型,将原有的通过电机转矩控制车速转换为通过加速踏板行程来控制,从而降低了驾驶机器人对原车辆的改造风险,提高了机器人的适用性。转鼓试验结果表明,与人工驾驶相比,本文中提出的控制方法有效提高了车速跟踪精度,误差不超过±1 km/h,满足国家电动车试验标准。     

无级变速车辆起步液力变矩器分段滑差控制

本文中针对无级变速器车辆液力变矩器起步过程存在的加速性能差、发动机转速偏高和转速波动大的问题,提出了一种基于发动机恒转速控制的闭锁离合器起步滑差分段控制策略,并基于Amesim和MATLAB/Simulink搭建整车联合仿真平台,进行验证。仿真结果表明,在50%油门开度下,本文中提出的控制策略可将液力变矩器的闭锁时间提前1.2s左右,同时也可将50%油门开度起步阶段的燃油消耗节省5.385%,为进一步挖掘动力传动系统节油潜力提供了新的方法。     

无人驾驶车辆轨迹跟踪控制研究

为了提升智能车辆在轨迹跟踪控制中的性能,文章基于车辆运动学模型建立了一种带有前馈补偿和反馈最优控制策略的线性二次型调节器(LQR)轨迹跟踪控制算法。并通过搭建Carsim/Simulink联合仿真模型,验证该算法在不同工况下的轨迹跟踪效果。结果表明,该算法在不同车速和不同路面附着条件下都能保证无人驾驶车辆准确地跟踪参考轨迹,且具有较强的鲁棒性。