Combined control of a regenerative braking and antilock braking system for hybrid electric vehicles

Most parallel hybrid electric vehicles (HEV) employ both a hydraulic braking system and a regenerative braking system to provide enhanced braking performance and energy regeneration. A new design of a combined braking control strategy (CBCS) is presented in this paper. The design is based on a new method of HEV braking torque distribution that makes the hydraulic braking system work together with the regenerative braking system. The control system meets the requirements of a vehicle longitudinal braking performance and gets more regenerative energy charge back to the battery. In the described system, a logic threshold control strategy (LTCS) is developed to adjust the hydraulic braking torque dynamically, and a fuzzy logic control strategy (FCS) is applied to adjust the regenerative braking torque dynamically. With the control strategy, the hydraulic braking system and the regenerative braking system work synchronously to assure high regenerative efficiency and good braking performance, even on roads with a low adhesion coefficient when emergency braking is required. The proposed braking control strategy is steady and effective, as demonstrated by the experiment and the simulation.     

基于双模式执行器的商用车自适应巡航控制系统

为实现商用车自适应巡航控制(ACC)系统的功能,开发了双模式制动执行装置和电子油门控制装置,即基于高速开关阀的商用车气压电控辅助制动系统和双模式油门控制系统,可以实现驾驶员和ACC系统的协同切换控制。在此基础上,以某商用车为对象,设计了ACC系统,结合比例-积分控制器和Smith预估补偿器设计了ACC的下位控制算法。结果表明:该ACC系统速度稳态跟踪误差小于1 m.s-1,距离稳态跟踪误差小于1.5 m;同时油门执行器和制动执行器具有安装方便、与原车电子油门及气压制动系统兼容性好的优点。     

小排量汽油机电控管理系统怠速稳定性研究

开发了发动机电控管理系统,通过研究怠速工况下各个时段的不同特征,分析了怠速稳定性控制要素和怠速排放要求;结合专家控制系统、变参数PID控制、预测控制、怠速自适应控制,研究了汽油机怠速控制的各种先进控制策略。采用不同的先进控制算法对怠速工况的控制进行试验调试,对各个控制参数进行精确整定。根据不同的外在负荷对怠速工况进行优化控制,同时采用调节点火提前角实现扭矩波动平衡控制,实现了发动机的怠速最佳稳定控制。     

基于Ascet平台的高压共轨柴油机电控EGR控制策略研究

针对电控EGR控制策略,结合电控系统模块化的设计思路,设计了基于Ascet平台的电控发动机EGR控制系统。通过对转速、油量等参数进行标定,运用Ascet软件实现了EGR控制模型的模拟仿真,保证了系统稳定性及可靠性,加快了EGR系统的响应速度,实现了对排气再循环系统的闭环控制。将调试好的EGR电控系统安装在高压共轨柴油机上,在标定转速3 600 r/min下进行试验,试验结果表明,EGR控制系统能够按照控制策略实现对EGR的精确控制,与原机相比,NOx排放下降明显。     

重型汽车电控气动离合器的模糊免疫PSD控制

为适应未来汽车的电气控制发展趋势,利用电气与气动技术,建立了重型汽车电控气动离合器操作系统,并从理论上分析了系统的非线性特性。针对该系统的非线性控制问题,结合免疫PID控制算法与自适应PSD控制律,提出了模糊免疫PSD控制算法,实现了系统的智能控制。实验结果表明,采用该算法,系统可以获得良好的控制性能。     

动力传动系统的双微处理器联合控制

介绍了基于双微处理器联合控制的动力传动一体化控制系统。控制系统是由发动机控制、自动换挡控制、液力变矩器闭锁闭环控制、换挡品质控制等部分组成。最后给出了动力传动一体化控制系统的装车试验结果。从试验结果可以看出，动力传动一体化控制系统的设计是有效的。     

线控双电机转向系统滑模同步控制及其硬件在环仿真

为了满足高等级自动驾驶转向执行机构的高安全性需求，研究一种采用冗余双电机转向执行机构的线控转向系统，针对双电机在转角伺服控制过程中存在的不同步问题，提出一种基于滑模控制的同步控制策略。首先，对采用冗余双电机转向执行机构的线控转向系统进行结构原理的分析，建立线控系统转向执行机构模型和车辆二自由度模型；然后，为实现转向执行机构的转角伺服控制，在位置、速度、电流的三闭环控制策略的基础上设计速度同步控制器。为解决2个转向执行电机运行过程中存在的速度不同步问题，采用滑模控制方法，将2个电机的转速差值作为控制器的输入量，得到双电机电流的补偿量，并将其叠加至双电机的目标电流中。同时，将上述控制策略与传统PID控制进行对比仿真试验，验证了基于滑模同步控制的线控双电机执行器能够更好地协调双电机的转速，实现双电机同步运行。最后，搭建线控转向硬件在环试验台，对所设计的控制策略的有效性进行验证。结果表明：所设计的双电机线控转向系统滑模同步控制策略能够在实现转角伺服控制的同时，减少双电机的速度不同步现象，保证线控转向系统转角伺服的同步性能。     

分段线性变参数控制在数字式自动找平控制系统中的应用

为了验证分段线性变参数控制在自动找平控制系统中的应用前景,对自动找平控制系统的结构、控制方式进行了介绍;分析了分段线性控制方式的工作原理及特点,在实验室建立了沥青混凝土摊铺机数字式自动找平控制系统试验台,设计了3套试验方案,即普通电磁阀方案、高速开关阀方案和分段线性控制方案;对这3种控制方案进行了试验比较,得出了在阶跃干扰作用下,3种控制方案的响应速度及产生超调时的超调量。结果表明:分段线性控制方案具有较快的响应速度,但在系统产生超调时,其超调量相对较大。     

汽车列车直线行驶稳定性的模拟试验研究方法

介绍了一种用于研究汽车列车直线行驶稳定性的模型试验系统，该系统由模型试验台和牵引控制系统组成。模型试验台利用环形带模拟活动路面；牵引控制系统通过串行通讯技术操作变频器，结合由传感器采集到的模型列车的运动参数，可实现对模型列车的牵引控制。试验证明，该系统具有较强的实时控制特性，能够满足汽车列车直线行驶稳定性模型试验对试验系统的要求。     

Development of a new traction control system for vehicles with automatic transmissions

A traction control system (TCS) is used to improve the acceleration performance on slippery roads by preventing excessive wheel slip. In this paper, a new traction control system using the integrated control of gear shifting and throttle actuation is developed for vehicles with automatic transmissions. In the design of the slip controller, by means of a differential manifold transformation, a slip control system with nonlinearities and uncertainties is transformed into a linear system, and a sliding mode controller is applied for the purpose of increasing the robustness of the system. Next, to achieve the required driving torque, the optimal throttle and gear position, maps are constructed based on dynamic programming. The simulation results indicate that the present traction control system can improve the acceleration performance of an automatic transmission vehicle for various types of road conditions.     

带随机网络时滞补偿的测功机动态负载模拟

本文研究了控制网络传输时滞影响下测功机加载控制算法。首先,针对一款前驱电动汽车,建立车辆与台架动力学动态耦合模型和服从均匀分布的随机网络诱导延时数学模型。其次,为改善测功机网络控制系统负载模拟性能,提出了一种基于预测控制结构的随机网络诱导延时补偿算法;接着通过系统增广将随机系统跟踪控制问题转化为鲁棒镇定问题,并分析系统H∞性能,通过非线性优化问题得到系统控制增益。最后,进行了防抱死制动控制台架测试的仿真,结果表明:提出的方法可大幅提升测功机负载模拟精度。     

基于微分几何理论的汽车半主动悬架非线性振动控制

针对汽车悬架系统的非线性特性,采用1／4汽车二自由度悬架模型分析半主动悬架控制。应用微分几何理论得到输出-干扰解耦方法,再经适当的坐标变换将该模型由非线性系统简化成一线性系统,并对此系统进行最优控制,然后通过非线性状态反馈实现对原系统的半主动控制。与被动悬架的仿真结果进行了比较,表明这种针对具有非线性特征的半主动悬架的非线性控制方法是可行的。通过功率谱分析,控制后系统的能量比被动悬架更趋于平均,悬架动态性能更稳定。     

城市交通信号控制系统(ACTRA)应用简介及构想

介绍了ACTRA交通信号控制系统的结构、特点及其主要控制策略,并对该控制系统几种主要的系统功能以图形界面形式进行了描述.对此系统目前在北京市的初步应用进行了简要介绍,并在路段调查数据的基础上进行效果评价.提出了ACTRA系统应该如何与路线诱导系统实现数据共享和方案协调,并使交通控制中心在诱导条件下实现交通控制子区自动划分的构想,以便更好地提高路网的运行效益.     

隧道掘进机刀盘驱动多电机同步自适应耦合控制研究

为解决隧道掘进机运行过程中刀盘驱动系统各电机受力不均衡导致的部件损坏或系统故障的问题，对刀盘驱动系统结构及控制模式进行分析，建立电机矢量控制模型，提出一种改进的刀盘驱动耦合控制结构。该结构一方面可以增加从电机给定转速选择功能，消除起动阶段延时引起的同步误差； 另一方面，可以通过转速补偿耦合策略缩小电机之间的转速差。在控制方法上，设计神经网络PI控制器来控制各个电机的转速，使控制系统能够根据载荷的变化自适应调整控制参数，提高控制精度。最后，通过建立Simulink仿真模型，对比自适应耦合控制与主从控制、并行控制的同步效果。结果表明，所提出的自适应耦合控制方法能够使控制中的各个环节相互配合，可达到较好的控制性能和响应转速。     

隧道掘进机刀具破岩综合试验台电气系统的研制

针对不同地质,为相应的工程配置不同材质的刀具,满足不同的施工需求,研制隧道掘进机刀具破岩综合检测试验台。详细介绍该试验台的电气控制方案。该方案以操作台和上位机组成电气控制系统,采用Profibus总线控制方式建立连接,通过比例阀,电磁阀等执行机构实现系统的精确控制。重点研究并介绍供配电系统、PLC控制系统、数据采集测量系统等的设计思路及能完成的试验结果。试验结果表明控制系统可靠、实用。     

沥青混凝土摊铺机电气控制系统的改造

针对沥青混凝土摊铺机单片机数字控制系统的不足，结合可编程控制器完善的功能、特点及良好的接口性能，对摊铺机原控制系统进行了改造，提高了摊铺机电气自动控制系统的工作可靠性，简化了电控系统外围驱动电路。     

LonworksTM技术在同步器寿命检测试验台远程监控系统中的应用

本文分析控制系统的结构、原理及控制流程，提高未来对汽车零部试验台控制系统的一种发展方向，即通过智能化网络数据采集与过程控制系统，真正做到在办公室内控制现场设备，察看运行情况，记录运行过程并适时进行调整。基于Lonworks^TM技术的系统是一种可以实现从现场设备到用户操作的监控系统。     

无级变速汽车自动驾驶系统模糊控制策略

为研究无级变速汽车自动驾驶系统的模糊控制策略，建立了简化的基于底盘测功机的无级变速汽车和自动驾驶系统模型。考虑到传动系统的高阶时变非线性特性、输入和输出之间的耦合效应以及汽车运行工况和复杂的外界环境因互的影响，提出了把参数自调整的模糊ＰＩ控制算法用于油门控制系统，混合型模糊ＰＩＤ控制算法用于发动机转速控制系统。仿真结构表明，文中给出的自动驾驶系统的模糊控制策略是可行和有效的，具有实用价值。     

液压助力转向泵模拟加载装置测控系统开发

为了在发动机台架试验中能够按照试验规范控制液压助力转向泵的载荷,研制了转向泵模拟加载装置测控系统.该系统由基于16位微控制器的测控单元、伺服驱动器和工控机组成,利用以太网实现上、下位机通信,实时测量油压、油温和转向阻力等参数,根据获取的发动机台架控制系统试验开始标志来保持时间同步,通过控制机械转向器的转角来调节转向泵的载荷.试验结果表明,测控系统完全满足发动机试验中对转向泵连续加载要求.     

Nonlinear robust control of integrated vehicle dynamics

A new methodology to design the vehicle GCC (global chassis control) nonlinear controller is developed in this paper. Firstly, to handle the nonlinear coupling between sprung and unsprung masses, the vehicle is treated as a mechanical system of two-rigid-bodies which has 6 DOF (degree of freedom), including longitudinal, lateral, yaw, vertical, roll and pitch dynamics. The system equation is built in the yaw frame based on Lagrange's method, and it has been proved that the derived system remains the important physical properties of the general mechanical system. Then the GCC design problem is formulated as the trajectory tracking problem for a cascade system, with a Lagrange's system interconnecting with a linear system. The nonlinear robust control design problem of this cascade interconnected system is divided into two H _∞ control problems with respect to the two sub-systems. The parameter uncertainties in the system are tackled by adaptive theory, while the external uncertainties and disturbances are dealt with the H _∞ control theory. And the passivity of the mechanical system is applied to construct the solution of nonlinear H _∞ control problem. Finally, the effectiveness of the proposed controller is validated by simulation results even during the emergency manoeuvre.