基于辅助增压系数补偿的IEHB系统轮缸压力控制研究

为解决电动主缸引入导致线控液压制动系统响应迟滞、摩擦非线性及初始压差对压力控制产生不同影响的问题,通过对集成式线控液压制动(IEHB)系统电动主缸进行开环试验分析,提出一种压力控制策略。结合压力分段控制构架,采用基于辅助增压系数补偿的前馈及反馈PID方法对电动主缸进行调控,同时利用逻辑门限值的方法控制增压阀、减压阀及电动泵,实现了基于该IEHB系统的压力控制器设计。执行机构在环试验结果表明,该控制策略响应时间约为150 ms,并能较好地实现压力跟随控制。     

电液线控制动系统压力反步控制算法研究

为实现线控制动系统液压精确控制,本文中设计了一种新型线控制动系统,通过对该系统进行动力学分析,建立了面向控制的系统动力学模型,基于该系统模型设计出反步控制算法。利用径向基网络逼近连续函数特性,对与系统状态量相关的非线性摩擦力进行估计,作为反步控制器的补偿,并证明该算法李雅普诺夫稳定。基于电液线控制动系统台架开展了多组制动工况测试,结果表明,所设计的控制策略能实现对线控制动系统液压力的精确控制且反应迅速。     

基于带切换增益模糊调节的滑模控制算法的车辆电液制动系统

针对汽车线控电液制动系统建立了单轮车辆模型,研制了一种新的状态观测器对车速进行估算,试验结果表明该方法正确实用.采用切换增益模糊调节的滑模控制算法对非线性时变的车辆实施基于最佳滑移率的制动控制,在Matlab/Simulink中的仿真结果和验证试验都表明在汽车线控制动系统应用该算法是可行、有效的,在该算法的控制下汽车可获得比一般滑模控制更好的制动性能.     

基于集成式电液制动系统的主动制动压力精确控制方法

智能电动汽车的发展对制动系统的主动制动和再生制动能力提出了更高的要求。配备真空助力器的传统制动系统难以满足智能电动汽车的需求，因此逐渐被线控制动系统所取代。为提高线控制动系统的集成度与解耦能力，提出了一种新型集成式电液制动系统（Integrated Braking Control System，IBC），能够实现主动制动、再生制动、失效备份等功能。作为机-电-液耦合的高集成度系统，IBC具有复杂的非线性特性和动态摩擦特性，对制动系统压力的精确控制提出了挑战。为了提高IBC制动压力动态控制精度，提出了一种基于集成式电液制动系统的主动制动压力精确控制方法。首先，介绍了IBC的结构原理和控制架构。随后针对液压系统的迟滞特性和传动机构的摩擦特性进行建模与测试。然后基于系统的强非线性特性，提出了主动制动三层闭环级联控制器，其中压力控制层采用液压特性前馈与变增益反馈结合的控制策略，伺服层控制器设计考虑了机构惯性补偿与摩擦补偿，电机控制层采用矢量控制并进行了电压前馈解耦。最后，基于dSPACE设备搭建了硬件在环（Hardware-in-the-loop，HiL）试验台对主动压力控制方法进行验证。结果表明：所提出的压力控制方法能控制制动系统压力快速精确跟随期望压力，使动态压力跟随误差控制在0.4 MPa之内，稳态压力误差控制在0.1 MPa之内。     

汽车电子液压主动制动系统和控制算法

针对当前电子液压主动制动系统保压时间短、响应慢和控制算法实用性差的问题，提出了一种改进的系统及其控制算法。在主缸和ABS或ESP之间的双管路上分别增加了两个常闭增压阀、减压阀和自锁电磁阀，取消了梭阀，使系统保留了双管路安全设计，实现了掉电保压，同时保证了系统在人工制动模式下的有效性。通过高压储能、双路增压和预制动，缩短了系统响应时间。采用基于距离和减速度的双闭环控制，提高了控制算法的实用性。经过测试，双管路上10 MPa 建压时间为170 ms，控制精度±0.15 MPa；9 m/s²减速度响应时间为180 ms，调节精度±0.1 m/s²；最小安全距离控制在1 ～ 2 m内。结果表明，该系统可以实现任意长时间保压，并且响应较快。控制算法既保证了制动平顺性，同时也提高了行车安全性和道路行车效率。     

基于线控制动系统的AEB功能开发

提出一种线控制动系统的设计方案,通过试验验证该线控制动系统的制动压力控制及响应能力。该系统具备稳态压力控制精度≤±200 kPa,最大目标压力响应速度≤180 ms,作为AEB主执行器,比ESC具备更高的控制精度和更快的响应速度。AEB感知系统选用一种国内自主开发的77G毫米波雷达并进行测试验证,该雷达最多可同时追踪64个前向目标,并可对高度目标、行人/自行车目标进行有效识别。运用Matlab/Simulink及Vector/CANoe设计了AEB功能软件模块,为提高紧急制动效果,提出以制动距离为控制目标的功能逻辑,通过实车试验对所设计的AEB系统进行了验证。     

智能汽车冗余电控制动系统电流传感器故障容错控制

为满足智能汽车对制动系统的冗余安全要求，基于集成式电控制动系统(Integrated Electronic Braking Control System, IBC)和冗余制动单元(Redundant Brake Unit, RBU)构成的冗余电控制动系统，设计针对电流传感器故障的软件冗余和硬件冗余容错控制方法。首先，分析冗余电控制动系统工作原理，针对IBC中电流传感器故障设计冗余电控制动系统容错控制机制，并对电流传感器进行故障诊断以获得冗余电控制动系统的故障状态；然后，根据电流传感器故障诊断结果设计不同的容错控制方法，以满足容错控制机制的需求，设计基于坐标变换的软件冗余容错控制方法实现单相电流传感器故障容错控制，在对RBU的进液阀及出液阀进行增压/减压特性分析与测试后，设计RBU压力控制算法，实现多相电流传感器故障的RBU硬件冗余容错控制；最后，搭建硬件在环试验台进行硬件在环试验验证。研究结果表明：所设计的RBU压力控制算法能够实现轮缸压力控制，容错控制机制能够根据电流传感器故障诊断结果选择正确的容错控制方法，软件冗余和硬件冗余容错控制方法能在基础制动功能和主动制动功能下完成冗余电控制...     

轮毂电机驱动电动汽车液压执行单元的压力估计与控制方法研究

为提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能和安全性能,对其液压制动系统轮缸压力估计和压力控制进行了研究。首先对液压执行单元中的关键部件回路控制阀建立了数学模型,分析其液压特性和电气特性,接着针对回路电磁阀建立了状态方程,采用平方根容积卡尔曼滤波算法,估计电磁阀阀芯行程,从而准确计算出当前制动液流量和制动轮缸压力,然后再依据p-V特性设计了基于滑模变结构算法的电磁阀阀芯行程控制算法,通过调节阀芯行程来控制制动轮缸内的制动压力。最后采用Matlab/Simulink-AMESim联合仿真和硬件在环台架实验两种方法进行算法验证,结果表明:所提出的制动轮缸压力估计和压力控制算法能准确跟随控制目标值,提高轮毂电机驱动电动汽车的制动性能。     

基于电子助力器的冗余防抱死制动算法研究

自主研发一种带踏板推杆的半解耦电子助力器(eBooster),基于变增益PID控制算法,对eBooster液压力进行精准控制;当车辆ABS系统失效时,通过对车辆各状态变量的估算和监测,基于eBooster对制动主缸液压力的主动调整;以冗余制动防抱死(ABS)功能实现为要求、制动强度和舒适性提升为目标,提出一种基于滑模控...     

某新型线控转向系统的自适应模糊滑模控制EI北大核心CSCD

为实现一种新型线控转向系统的转角跟踪性能,提出了一种自适应模糊滑模控制(AFSMC)方法。传统的滑模控制(SMC)设计需要预先获得系统扰动量,而AFSMC可通过在线模糊自适应系统实时估计出系统扰动量,进而减弱控制律中的切换项信号,降低了控制系统的保守性和抖振现象。仿真结果表明,AFSMC控制下的线控转向系统具有良好的转角跟踪性能、鲁棒性和能效。     

电磁驱动配气机构单缸汽油机的电控系统开发

为应用电磁驱动配气机构的单缸汽油机设计了基于DSP(TMS320F2812)的电控系统,此电控系统除常规的喷油、点火等控制功能外,还可通过调节进、排气门控制参数(气门开启时刻、关闭时刻以及气门升程)直接调节进气量,进而实现发动机不同工况下的稳定运转。完成了初步的运行试验,验证了电控系统的可行性,为进一步应用电磁驱动配气机构提高发动机性能的研究打下了基础。     

基于混杂理论的电磁与摩擦集成制动方法

鉴于传统电子液压制动系统连续制动易产生"热衰退"现象，结构缺陷导致的制动响应慢，制动系统与电控系统衔接差等缺点，提出了一种基于混杂自动机模型的电磁与摩擦集成制动方法。首先分析集成制动器制动时的工作特点以及不同情况下对应的工作模式（纯电磁制动、纯摩擦制动以及集成制动），并确定3种制动模式的切换条件，通过逻辑门限算法将其实现。根据制动时车辆既具有连续运动状态又有离散状态的混杂特性，使用MATLAB/Stateflow建立基于制动模式切换系统的推广自动机模型，并根据制动模式切换控制策略，对3种制动模式切换进行试验，验证制动模式切换控制策略的合理性。最后选取车辆制动初速度为28 m·s^-1的直线制动工况，分别在高附着系数（0.85）以及低附着系数（0.3）的路面条件下，通过试验平台对控制算法和制动系统性能进行试验验证。研究结果表明：所提出的汽车混杂理论模型以及优化方法在在低附着系数（0.3）路面条件下，集成制动方法较传统液压制动系统缩短5.12%的制动距离，缩短制动时间0.3 s；在高附着系数（0.85）路面条件下，集成制动方法较传统液压制动系统缩短5.66%的制动距离，缩短制动时间0.2 s，能有效提高制动效能。     

自卸汽车液压控制系统的改进

针对自卸汽车行驶时经常出现的货箱突然举升、液压油箱溢油、液压系统"气蚀"等问题,分析了问题产生的原因,并提出了在自卸汽车液压控制系统的气控阀与辅助贮气筒之间的连接管路上串联一个气控截止阀的改进方案。     

电液主动悬架的自校正控制

运用衰减记忆递推最小二乘参数估计算法和广义加权最小方差自校正控制算法对主动悬架系统进行控制，并利用压力伺服阀控制的液压缸作为执行器。理论分析和仿真结果表明，所提出的控制系统是可行的，这种自适应自校正算法对系统中一些时变参数具有良好的适应性。     

LPG汽车供气系统关键部件特性研究

以某LPG/汽油两用燃料商务车为研究对象,针对其供气系统关键部件进行了性能测试。设计了供气系统喷气控制的驱动电路硬件和软件,主要对燃气喷射控制阀和蒸发减压阀的喷射精度和响应时间进行了测试试验。试验结果表明,不同气压状态下和不同供电电压下,喷气量与喷气脉冲占空比呈线性关系;燃气喷射控制阀在正常电压波动范围内工作稳定;蒸发减压阀可保持燃气喷射控制阀供气压力基本稳定。     

Investigation of active torsion bar actuator configurations to reduce vehicle body roll

The increasing popularity of sport utility/light-duty vehicles has prompted the investigation of active roll management systems to reduce vehicle body roll. To minimize vehicle body roll and improve passenger comfort, one emerging solution is an active torsion bar control system. The validation of automotive safety systems requires analytical evaluation and laboratory testing prior to implementation on an actual vehicle. In this article, a computer simulation tool and accompanying hardware-in-the-loop test environment are presented for active torsion bar systems to study component configurations and performance limits. The numerical simulation illustrates that the hydraulic cylinder extension limits the active torsion system’s ability to provide body roll angle reduction under various driving conditions. To compare the control system’s time constant and body roll minimization capabilities for different hydraulic valve assemblies and equivalent hose lengths, an experimental test stand was created. For a typical hydraulic pressure and hose diameter, the equivalent hose length was not a key design variable that impacted the system response time. However, the servo-valve offered a quicker transient response and smoother steady-state behavior than the solenoid poppet actuators that may increase occupant safety and comfort.     

Investigation of active torsion bar actuator configurations to reduce vehicle body roll

The increasing popularity of sport utility/light-duty vehicles has prompted the investigation of active roll management systems to reduce vehicle body roll. To minimize vehicle body roll and improve passenger comfort, one emerging solution is an active torsion bar control system. The validation of automotive safety systems requires analytical evaluation and laboratory testing prior to implementation on an actual vehicle. In this article, a computer simulation tool and accompanying hardware-in-the-loop test environment are presented for active torsion bar systems to study component configurations and performance limits. The numerical simulation illustrates that the hydraulic cylinder extension limits the active torsion system's ability to provide body roll angle reduction under various driving conditions. To compare the control system's time constant and body roll minimization capabilities for different hydraulic valve assemblies and equivalent hose lengths, an experimental test stand was created. For a typical hydraulic pressure and hose diameter, the equivalent hose length was not a key design variable that impacted the system response time. However, the servo-valve offered a quicker transient response and smoother steady-state behavior than the solenoid poppet actuators that may increase occupant safety and comfort.     

混凝土泵送换向过程的变排量控制

为解决混凝土泵送换向时负载突变和活塞撞缸引起主油泵出口液压冲击的问题,提出了混凝土泵送换向过程的变排量控制方法。在周期性突变负载工况下,基于混凝土泵的开环特性,综合考虑泵送油缸结构参数和主油泵排量控制时间参数,在满足活塞不撞缸的物理约束下以泵送时间最短为评价标准,建立混凝土泵送换向过程的优化模型。以某型号的混凝土泵为例,对泵送油缸变排量控制信号点的位置参数和主油泵变排量控制的4个时间段参数进行了优化,并分别以水和混凝土为泵送对象进行了仿真和试验分析。研究结果表明：采用变排量控制方法后,主油泵出口液压冲击大约减小了67%,且没有发生活塞撞缸现象;该方法为解决周期性突变负载下混凝土泵送开环控制系统的设计问题提供了一个新的工程化途径。     

汽车主动悬架的自校正控制

主动悬系统能使车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性同时得到改善，其中执行机构和控制算法的优劣决定了该系统的性能。