基于非线性补偿的电子节气门滑模控制

电子节气门是典型的非线性机构,应用普通滑模控制算法时具有明显的抖振现象,故提出了基于非线性补偿的电子节气门滑模控制。通过设计观测器来观测并补偿电子节气门系统中的非线性因素,从而减小滑模切换项的增益,达到降低切换频率的目的;使用李雅普诺夫方法分析了系统的稳定性。仿真和试验结果表明,该算法能有效地降低系统抖振,满足控制要求。     

Self-tuning Sliding Mode Control for Vehicle Lane Keeping Under Uncertain and Time Delay Disturbances

针对车道保持控制中可能遇到的不确定性扰动和状态时滞问题,提出一种自校正滑模控制方法.该方法首先利用线性矩阵不等式理论给出积分型滑模面存在的充分条件,使系统在滑动模态下对于存在的不确定性扰动以及状态时滞具有完全不变性;接着引入双极性Sigmoid函数代替符号函数并根据Lyapunov稳定性理论设计了具有自校正能力的滑模控制器,使Sigmoid函数的边界层厚度和切换增益可根据系统状态进行自适应调节,以改善传统滑模控制输出量过大及抖振等现象.最后通过车辆在弯道工况下的车道保持仿真实验验证了该控制方法的可行性和有效性.     

基于非线性模型的发动机非稳态工况控制

针对发动机非稳态工况,建立了非线性模型.设计了滑模控制器和PID控制器分别对节气门开度和点火时刻进行自适应调节.对发动机怠速工况进行仿真的结果表明,发动机转速波动幅值低于6 r/min,表明所建的非线性模型适合于发动机非稳态工况控制.     

基于滑模理论的半主动悬架控制

建立了4自由度的1/2车辆悬架模型.采用极点配置法进行切换超平面的设计,基于滑模理论并应用自由递阶法进行多变量变结构滑模控制器的设计,并用光滑函数消减系统抖振.研究了系统在随机激励条件下的车身垂向加速度与俯仰角加速度、前后悬架动行程和前后轮胎动位移等性能的控制效果,并对其进行了功率谱密度的仿真分析.仿真结果表明:该滑模控制器性能稳定,控制后悬架各性能参数在时域和频域中均得到明显改善,证明了所设计的多输入滑模控制器的有效性.     

模糊滑模变结构控制在DCT电控离合器上的应用

针对电控离合器系统的强非线性、难以建立精确的数学模型等特点,设计了滑模变结构控制器。利用模糊控制器来调整滑模趋近律参数,从而削弱了滑模控制的抖振现象。建立了无刷直流电机的数学模型,用该控制方法在MATLAB软件里对双离合器自动变速器起步、换挡进行仿真,并与传统PID控制器进行比较。仿真结果表明,该控制器跟踪指令信号性能良好,抗干扰性能强于PID控制器。     

整车磁流变减振器半主动悬架模糊滑模控制研究

针对八自由度整车悬架模型,以改进天棚阻尼系统为参考模型,运用模糊滑模控制方法设计了半主动整车悬架的模糊滑模控制器;将滑模切换函数及其导数进行滑模控制量划分,形成二维模糊控制规则表,以此来提高系统控制的灵敏度,并降低系统的抖振;将整车分块成四部分,对每个版块进行独立控制,使系统具有滑模特点同时也能克服抖振,最后利用李亚普诺夫方法来保证系统的稳定性。仿真结果表明,模糊滑模控制整车半主动悬架的减振效果优于被动控制和PID控制的悬架,且具有很好的稳定性。     

永磁同步电机调速系统新型滑模变结构控制策略

为解决在永磁同步电机矢量控制系统转速环环节应用传统PI控制时抗干扰能力和控制精度不足的问题,在传统滑模指数趋近律基础上进行改进,将滑模面作为自变量,引入双曲正切函数设计了一种新型变边界层饱和函数代替传统的符号函数,在提高系统响应性的同时削弱了抖振.针对系统参数和负载转矩变化引起的扰动会使系统再次产生抖振的问题,引入双曲...     

免疫反馈策略在电子节气门控制系统中的应用

为了提高汽车发动机电子节气门控制系统的动态响应特性,进一步探索改善发动机过渡工况排放性能的控制策略。首先根据电子节气门非线性机电系统建立了对应的数学模型,以便于对电子节气门控制系统进行研究。随后基于智能控制算法具有抗干扰能力强、鲁棒性强和适用于非线性控制系统等优点,而且免疫反馈控制算法也具有在控制系统中响应迅速的特点,将模糊控制算法和免疫反馈控制算法应用于电子节气门系统的运动控制,探讨电子节气门系统的非线性对控制效果的影响。基于经典控制算法PID对系统的控制精度和响应的调节、模糊控制算法对非线性系统的响应性的适应性以及免疫反馈算法对提高控制系统的响应速度有效性的品质,设计了用于提高电子节气门系统响应特性的模糊免疫PID控制器,进一步进行电子节气门响应特性研究。试验结果表明,与PID和模糊PID控制的系统响应特性比较,模糊免疫PID控制系统的响应速度和调整速度等动态特性指标具有明显优势,有利于电子节气门的响应特性的提高,对于提高汽车的动力性、经济性以及排放性都有重要的意义。     

汽车自动离合器的动态滑模控制

针对自动离合器的非线性特性、易受外部干扰和参数不确定性的特点,采用动态滑模控制器实现离合器的有效控制,该控制器能有效缓解抖振现象并提高自动离合器的鲁棒性.为验证所采用控制器的有效性和鲁棒性,建造了基于dSPACE的自动离合器快速控制原型试验平台并进行试验.结果表明,与PID控制器和常规滑模控制器相比,所采用的控制器具有更好的控制性能.     

基于扰动观测的客车ESC自适应神经网络滑模控制

为了提高客车电子稳定性控制系统(ESC)的控制精度,针对实际车辆系统建模中存在各种非线性扰动项以及传统滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)中抖振较大的问题,提出一种自适应神经网络滑模控制算法.基于2自由度车辆模型,首先设计一个二阶滑模(Second-order Sliding Mode,SOSM...     

基于Targetlink的电子节气门滑模变结构控制系统开发

分别用传统PID和滑模变结构两种控制算法对电子节气门控制器进行软件设计,首先在Matlab/Simu-link环境下构建电子节气门结构体和控制器模型,并进行仿真,对控制参数进行优化获得最佳控制效果,然后使用自动代码生成工具Targetlink,将模型中控制器模块转化为C代码,并进行软件在环仿真,最后配置硬件I/O接口,将代码下载到硬件中进行测试试验。两者试验结果对比说明,传统PID控制节气门模型参数时变系统存在一定的局限性,而滑模变结构控制系统具有良好的鲁棒性,能快速、准确控制节气门开度。     

天然气发动机电子节气门控制系统的研究

介绍基于电控调压器的增压单燃料CNG发动机的系统组成,在分析电子节气门结构和驱动原理的基础上,开发了以MC68376为主芯片的电子节气门控制系统,采用TLE6209设计了电子节气门驱动电路。设计了基于模糊自整定参数PID控制器,通过电子节气门在CNG发动机试验台架上的阶跃响应试验和油门开度与节气门开度的跟踪响应试验,验证了所设计的节气门控制系统可以实现对电子节气门精确、快速和稳态误差小的闭环控制。     

基于非线性扰动观测的商用车ESC自适应滑模控制研究

针对商用车ESC控制中,实际车辆存在各种扰动,难以建立精确的车辆模型,传统滑模控制存在较大抖振等问题,本文中提出基于非线性扰动观测(NDOB)的自适应滑模控制(ADSMC)算法。首先,利用非线性扰动观测器对车辆建模的扰动项进行估计;然后,采用径向基神经网络对滑模控制器的关键参数进行自适应调节,以简化参数调节过程、减小滑模抖振、提高控制精度;最后,在TruckSim中建立车辆模型,在MATLAB中建立控制策略模型,在电控气压硬件在环试验台上,对控制算法进行试验验证。试验结果表明,NDOB-ADSMC算法的ESC控制效果良好,能够满足车辆ESC控制需求。     

汽车AMT自动离合器的改进模糊滑模控制

提出改进的模糊滑模控制器(MFSMC)实现离合器的自动控制。MFSMC采用饱和函数和模糊自适应系统来缓解抖振现象并提高其鲁棒性;采用局部线性化技术减少MFSMC的模糊规则数满足自动离合器的实时性要求。模拟结果显示所提出的控制器具有快速跟踪预定轨迹、对参数时变和外部扰动具有鲁棒性等特点。     

无人驾驶机器人车辆非线性模糊滑模车速控制

为了实现不同行驶工况下车速的精确、稳定控制,提出一种基于非线性干扰观测器的无人驾驶机器人车辆模糊滑模车速控制方法。考虑模型不确定性和外部干扰对车速控制的影响,建立车辆纵向动力学模型。通过分析无人驾驶机器人油门机械腿、制动机械腿的结构、机械腿操纵自动挡车辆踏板的运动,建立油门机械腿和制动机械腿的运动学模型。在此基础上,分别设计油门/制动切换控制器、油门模糊滑模控制器以及制动模糊滑模控制器,并进行控制系统的稳定性分析。油门/制动切换控制器以目标车速的导数为输入来进行油门与制动之间的切换控制。油门模糊滑模控制器和制动模糊滑模控制器以当前车速以及车速误差为输入,分别以油门机械腿直线电机位移和制动机械腿直线电机位移为输出来实现对油门与制动的控制。模糊滑模控制器中,为了减少控制抖振,滑模控制的反馈增益系数由模糊逻辑进行在线调节。模糊滑模控制器中的非线性干扰观测器用于估计和补偿无人驾驶机器人车辆的模型不确定性与外部干扰。仿真及试验结果对比分析表明：本文方法能够精确地估计和补偿无人驾驶机器人车辆的模型不确定性和外部干扰,避免了油门控制与制动控制之间的频繁切换,并实现了精确稳定的车速控制。     

多轮电驱动装甲车辆车轮防滑控制

为防止多轮毂电机驱动装甲车辆在低附着路面加速时出现车轮滑转,设计了基于扩展状态观测器(ESO)的车轮防滑串联滑模控制器。首先利用实时测得的轮毂电机转速和转矩,通过ESO估计出车轮行驶中的总扰动;然后将系统分为两个子系统,采用反演逐步递推算法,分别设计1阶滑模控制器。仿真结果表明:所设计的ESO能很好地观测到车轮行驶中的扰动,并使车轮的实际滑移率快速跟踪目标滑移率且无超调,而滑模控制器具有较强的鲁棒性,其"抖振"得到很好的抑制。     

多轮电驱动装甲车辆车轮防滑控制EI北大核心CSCD

为防止多轮毂电机驱动装甲车辆在低附着路面加速时出现车轮滑转,设计了基于扩展状态观测器(ESO)的车轮防滑串联滑模控制器。首先利用实时测得的轮毂电机转速和转矩,通过ESO估计出车轮行驶中的总扰动;然后将系统分为两个子系统,采用反演逐步递推算法,分别设计1阶滑模控制器。仿真结果表明:所设计的ESO能很好地观测到车轮行驶中的扰动,并使车轮的实际滑移率快速跟踪目标滑移率且无超调,而滑模控制器具有较强的鲁棒性,其"抖振"得到很好的抑制。     

基于智能PID控制的电子节气门控制系统研究

以Infineon XC164CM为主芯片,以TLE5206为电机控制芯片,构建了电子节气门的硬件电路.基于所制定的电子节气门控制策略设计了智能PID控制器,进行了电子节气门的阶跃响应试验和电子节气门的跟随响应试验.结果表明,电子节气门有很好的随动性和稳定性,跟随曲线光滑基本无超调,从而表明该控制系统可以实现对电子节气门位置的精确控制.     

基于三自由度的智能汽车模糊滑模横向运动控制研究

针对智能汽车运动过程中存在的车身姿态变化问题以及运动控制精度问题，设计了一种基于非线性3自由度动力学模型的模糊滑模横向运动控制器。建立了包括侧倾运动的3自由度动力学模型，进行了模型线性化；对基于线性化处理后的动力学模型进行了滑模控制器设计，通过控制前轮转角实现了路径跟踪横向控制，并引入了模糊控制提高控制效果，本控制系统能够在跟踪过程中对车身姿态变化进行观察。仿真结果表明，搭建的基于3自由度动力学模型的模糊滑模控制器能够在考虑侧倾运动的基础上，实现路径跟踪，且构建的模糊滑模控制系统相较于传统滑模控制其横向偏差与方向偏差分别降低了7.28%和1.50%，同时模糊控制也减弱了滑模控制固有的抖振影响。     

基于PIC18F458的电子节气门控制系统设计

针对电子节气门的构造及其机械结构中存在的非线性问题,设计了基于PIC18F458的电子节气门控制系统。该系统利用PIC的A/D转换以及脉宽调制功能来控制节气门,实现了电子节气门的位置控制。试验结果表明,该电子节气门控制系统具有良好的跟随特性,提高了汽车的动力性、平稳性和经济性。