客车侧倾与横摆动力学稳定集成控制系统（续1）

客车在急转弯时,侧倾运动对其横向载荷转移率和轮胎垂向受力的改变,不仅会引起侧翻事故,还会对横摆运动产生重要影响。文章综合分析客车侧倾、横摆动力学及其耦合关系,建立耦合动力学模型。采用差动制动和主动式防倾杆等主动控制方法,并基于滑模控制理论设计集成控制系统。仿真结果表明,该系统可提高客车侧倾与横摆动力学稳定性,实现客车防侧翻和防侧滑的综合功能。     

基于模糊差动制动的运动型多功能汽车防侧翻控制

为了提高SUV高速紧急操纵下防侧翻性能,提出了基于模糊差动制动控制的防侧翻控制策略.研究中考虑轮胎非线性因素的影响,建立了4自由度非线性汽车侧翻模型,并通过横向载荷转移率负反馈设计了参数自整定的模糊PID控制器,以驱动电控机械制动系统(EMB)产生抗横摆力矩防止汽车侧翻.典型工况下的算例分析结果表明,该控制策略能充分发挥EMB响应快的特性,防止SUV高速紧急操纵下侧翻.     

半挂式液罐车防侧翻控制策略开发

针对罐内液体晃动与车辆运动之间的耦合作用导致半挂式液罐车侧倾稳定性低,易发生侧翻等问题,本文中提出了半挂式液罐车的防侧翻控制策略。采用等效单摆模型模拟罐内液体晃动的动态过程,并进行参数辨识,进而建立了半挂式液罐车整车动力学仿真模型。基于半挂式液罐车6自由度线性简化模型设计了LQR防侧翻状态反馈控制器,并通过差动制动产生附加横摆力矩。利用所建立的半挂式液罐车仿真模型进行仿真,对比了有、无控制的转向盘转角阶跃工况状态响应。结果表明,所建控制策略可有效防止半挂式液罐车侧翻。     

基于制动与悬架系统的车辆主动侧翻控制的研究

为提高车辆抗侧翻能力,建立了10自由度整车侧翻动力学模型,应用车辆动力学和轮胎力耦合特性,提出了一种基于差动制动和半主动悬架协同工作的车辆主动抗侧翻控制策略。通过对制动力矩的差动调节和半主动悬架阻尼力的适时匹配,实现对车辆侧翻的有效控制。根据子系统运动特性,设计了制动系统基于滑移率的积分滑模控制器和悬架系统灰模糊控制器。分别对制动、悬架控制及综合控制进行的鱼钩试验仿真结果表明,综合控制策略可有效降低危险时域车辆的侧倾角,相对于单一系统控制进一步提高了车辆抗侧翻能力。     

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究EI北大核心CSCD

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。     

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。     

基于主动横向稳定杆与差动制动联合控制的车辆防侧翻研究

针对高速行驶的车辆处于大转角、避障等紧急工况下容易出现侧翻的问题,本文中提出了采用差动制动与主动横向稳定杆联合对车辆进行侧翻控制策略。为提高对车辆侧翻的控制效果,一方面通过全轮差动制动来提高车辆的横摆稳定性,防止车辆由于失稳产生绊倒性侧翻,并减小车辆的侧倾;另一方面,考虑到处于紧急工况下车辆的非线性与时变性,采用主动横向稳定杆并设计了2阶滑模超螺旋控制器来动态跟踪车辆的理想侧倾角,实现驾驶员对车辆侧倾姿态的准确判断,防止驾驶员产生误操作,进一步提高了车辆的防侧翻能力。最后,通过硬件在环试验对提出的主动横向稳定杆与差动制动联合控制策略的有效性进行了验证。     

某混凝土搅拌车差动制动防侧翻控制仿真分析

针对混凝土搅拌运输车侧翻事故多发的现象,该文介绍了差动制动的防侧翻原理,基于ADAMS/Car建立了搅拌车的整车动力学模型,设计了针对搅拌车的差动制动防侧翻控制系统,并结合ADAMS/Car和Simulink建立了联合仿真试验模型,仿真试验结果表明,通过虚拟试验仿真可以合理的选择侧翻门限值,设计的差动制动防侧翻系统可以有效防止高速转向引起的车辆侧翻。     

基于线性变参数实时简化模型的重型半挂车稳定性控制策略

为实现重型半挂车各工况稳定性精准最优控制,提出了基于线性变参数实时简化模型的重型半挂车稳定性控制策略。该控制策略基于制动系统,采用分层控制方式,运用线性二次型调节器(LQR)方法,选择多个车辆状态为反馈状态,以实现重型半挂车横摆、折叠和侧倾稳定性综合控制;应用遗传粒子群算法,设计综合提高横摆、折叠和侧倾稳定性的优化目标函数,优化控制策略权重系数,以实现重型半挂车各工况稳定性最优控制;最后搭建硬件在环试验台并进行了台架试验。结果表明:采用所提出的控制策略后,牵引车质心侧偏角、牵引车横摆角速度、挂车质心侧偏角和挂车横摆角速度最大值分别改善了38.6%、13.8%、15.8%、8.4%,铰接角最大值改善了5.1%,牵引车侧向加速度、牵引车侧倾角、挂车侧向加速度、挂车侧倾角最大值分别改善了10.4%、15.4%、10.8%、17.7%,表明所设计的控制策略综合提高了重型半挂车普通工况的横摆、折叠和侧倾稳定性,并且实现了极限工况侧翻精准控制,从而避免重型半挂车侧翻。     

基于主动转向技术的汽车防侧翻控制的研究

以汽车2自由度模型作为参考模型，建立了一种汽车防侧翻的控制方法。该方法采用主动转向技术来改变转向轮的转向角度，有效地减少了汽车的侧向加速度，提高了汽车的防侧翻的能力。在8自山度汽车动力学模型的基础上，运用主动转向技术的控制策略进行了汽车的性能仿真分析。与末采用汽车防侧翻控制系统的汽车动力学分析结果相比，汽车的主动安全性得到了增强。     

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。     

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。     

客车防侧翻控制的仿真研究

本文采用牛顿欧拉方法,建立客车在纵向、横向、侧倾与横摆等方向的底盘四自由度（4-DOF）复杂模型。针对客车防侧翻控制要求,建立适合控制设计的简化模型。然后,采用横向载荷转移率来判断客车侧翻临界状态,并将其作为客车侧倾动力学稳定性的控制目的。运用滑模控制方法,设计控制器。最后,以模拟客车极限行驶工况的Fishhook和J-turn为系统的扰动,仿真研究控制器的功能与性能。     

半挂汽车列车主动气压制动系统建模与控制

为提高半挂汽车列车主动安全性能,建立了一套半挂汽车列车主动气压制动控制系统。设计了一套能与半挂汽车列车传统气压制动系统兼容的主动气压制动执行机构,搭建了相应的硬件系统;建立了系统增、减压模型和电磁阀开关过程模型;利用实验数据,采用粒子群算法对模型参数进行了辨识;在此基础上,建立了基于模型的主动气压制动控制策略,并进行了测试验证。结果表明,提出的半挂汽车列车主动气压制动控制系统能实现精确的主动气压制动控制。     

基于零力矩点位置和模糊控制的商用车防侧翻控制

为了防止车辆发生侧翻,引入零力矩点的位置作为车辆侧翻的指标。根据某一时刻车辆的状态,预测下一段时间内零力矩点的y坐标,来计算该时刻的侧翻时间。一旦某时刻的侧翻时间小于设定的门限值,则激活车辆防侧翻控制策略,对车辆进行控制,防止车辆发生侧翻。本文中采用基于模糊控制的PID控制策略,对不同的车轮施加不同制动力矩,防止车辆发生侧翻。通过Truck Sim和Matlab/Simulink联合仿真,对算法进行验证,对采取模糊控制差动制动策略、传统的PID策略和无侧翻控制策略的车辆,分别进行阶跃试验和鱼钩试验,测取采取不同控制策略车辆的实时侧倾角。对比结果表明,采用模糊差动制动控制策略的车辆,防侧翻性能最好。     

电—液混合式制动系统试验台的开发

以电动汽车开发为例,设计了电—液混合式制动系统试验台。介绍了试验台设计、总体结构方案设计、硬件设计及控制系统设计。实际测试表明,该试验台可用于测试防抱制动控制算法的控制性能和电机再生制动性能、研究电—液制动力分配控制策略,并能够模拟在较小横摆角条件下直接横摆扭矩对制动状态的影响。     

变路面车辆稳定性控制策略研究

建立了某四轮汽车9自由度车辆模型和轮胎动力模型,并提出了一种基于侧向力利用系数的差动制动、主动转向切换控制策略。模拟了汽车以车速24.5m/s行驶时的一个紧急避让情况,研究了无控制模式、差动制动控制模式、联合控制模式下的车辆横摆角速度、质心侧偏角、质心侧向位移的变化。结果表明,所提出的差动制动联合主动转向技术的控制策略可以满足变路面下车辆稳定性控制要求。     

基于底盘集成控制的轻型汽车防侧翻控制

提出了一种基于底盘集成控制的轻型汽车主动防侧翻控制系统。选取横向载荷转移率作为侧翻预警因子,并通过一3自由度侧翻参考模型进行实时计算。在此基础上,应用模型预测控制算法对主动转向和主动差动制动系统进行集成控制,提出了主动防侧翻控制算法。利用Matlab/Simulink与Carsim对车辆进行了典型工况的联合仿真。结果表明,所提出的主动防侧翻控制系统能准确预测车辆侧翻危险,避免侧翻事故发生,有效提高车辆综合行驶性能。     

基于最优滑移率的车辆轨迹跟踪控制研究

为了实现智能车辆最优的轨迹跟踪控制,最大程度的利用滑移率和地面附着系数实现智能车辆的动力学控制,文章提出了考虑滑移率的轨迹跟踪控制方法。根据车辆行驶特性,建立动力学方程,计算运动过程中的轮速和横摆角,并结合滑移率对车辆动力学的影响,基于最优滑移率设计了控制系统,以制动工况为例,实现制动车速工况下的最优控制。基于车辆二自由度模型,运用Matlab建立二维空间整车运动轨迹模型,得到车辆运动仿真轨迹。仿真结果验证了数学模型的准确性和正确性。考虑滑移率和车辆动力学的轨迹跟踪控制更具真实准确,文中数学模型及设计的控制系统对车辆跟踪控制有参考价值。     

基于集成式线控液压制动系统的车辆稳定性控制CSCD

为提高汽车在极限工况下的行驶稳定性,提出了一种基于集成式线控液压制动(IEHB)系统的车辆动力学稳定性控制策略。在多学科领域复杂系统建模仿真平台(AMESim)中建立了IEHB执行机构、15自由度非线性车辆动力学物理仿真模型;采用分层控制构架,运用线性比例控制与非线性补偿控制设计了横摆力矩控制层,设计了制动力矩分配层和执行层以保证被控车辆对参考模型层输出的跟踪品质。结果表明:相比于基于传统车身电子稳定性控制系统(ESC)的动力稳定性控制系统,横摆角速度峰值跟踪误差减少13.6%,收敛时间缩短1.3 s,侧倾角、侧偏角、侧向加速度等也均有明显改善,车辆行驶稳定性显著提高。因而,本控制方法能确保车辆在极限工况下快速、准确地跟踪参考模型输出。