基于动态稳定域的车辆横纵向稳定性协同控制

车辆底盘横纵向稳定性控制是车辆安全的重要方面之一。针对车辆在稳定区域内横纵向参数特征,基于动态区域的稳定性分析和相应的稳定性控制器设计了横纵向协同稳定控制方法。首先,基于车辆传统基础稳定域建立了稳定性分析方法;其次,构建了适用于不同车辆工况的动态稳定域,使得稳定域无需针对不同的转向角和车速等重新估计;在此基础上,设计了稳定限幅控制;最后,以滑模面为稳定域边界设计了一种动态滑模控制器,使车辆状态始终维持稳定状态。通过Matlab/Simulink与CarSim的联合仿真,在高速转向和双车道变道场景中验证所提出的横纵向稳定控制方法的有效性。     

具有参数不确定性的重型货车抗侧倾输出反馈鲁棒H_∞控制

为了减小重型货车在转向操作时的侧倾角,从而避免货车转向时发生侧翻,可以通过在悬架中安装主动抗侧倾杆以补偿横向载荷转移的方法来实现.本文的分析为这一方法提供理论依据.运用基于线性矩阵不等式(LMI)的H∞控制理论,提出了基于观测器的抗侧倾输出反馈控制算法.通过对某具有一系列不确定性参数的重型货车侧倾一横摆动力学模型进行仿真,验证了此控制算法的有效性和鲁棒性.     

基于相平面法的车辆电子稳定控制策略研究

在车辆电子稳定控制系统(ES P)的设计过程中,一般存在着因设计人员主观因素导致控制器性能下降的问题.基于模糊控制原理设计了ES P模糊控制器,通过遗传算法对模糊控制器的隶属度函数分布、比例系数,以及量化因子进行综合优化.为了提高对车辆稳定性判断的准确性,采用β相平面法判断车辆是否处于稳定状态.将优化前、后的ES P模糊控制器性能进行对比实验,结果表明,相比于未优化的ESP模糊控制器,在变速或匀速工况下,优化后的ESP模糊控制器都能显著提升车辆操纵稳定性,表现在能够良好的追踪车辆理想横摆角速度,保持车辆质心侧偏角在理想范围内;在前轮转向角阶跃工况下,横摆角速度稳态误差减小0.01 rad/s,达到稳态用时减少1 s左右,质心侧偏角稳态误差减小0.001 rad,达到稳态用时减少0.6 s左右,经过遗传优化后的ESP模糊控制器性能有所提升.     

质心侧偏角对车辆稳定性影响的研究

分别采用β方法和相平面法分析质心侧偏角对车辆稳定性的影响,重点分析各种不同因素对质心侧偏角-质心侧偏角速度相平面的稳定性边界的影响.最终确定质心侧偏角控制准则,并通过道路试验进行了验证.     

基于变传动比的全轮线控转向车辆可拓H∞控制方法研究

为了解决传统固定转向传动比以及鲁棒H∞控制方法无法很好地改善车辆稳定性的问题,提出全轮线控转向车辆的变传动比和可拓H∞控制策略.首先,建立八自由度车辆动力学模型和轮胎模型.其次,以车辆方向盘转角和车速为输入信息,基于模糊控制方法设计全轮线控转向车辆的转向传动比,并计算出全轮线控转向车辆的前轮转角.然后,以横摆角速度偏差...     

基于鲁棒积分转向控制法的半挂汽车列车操纵稳定性研究

针对半挂汽车列车动力学模型和实际问题,提出了半挂汽车列车的理想模型和理想模型设计参数确定方法;为了使实际车辆的输出信号和理想模型的信号相一致,运用李亚普诺夫稳定性理论,采用数学解析方法,设计了一个半挂汽车列车鲁棒积分转向控制器,并通过仿真验证了该控制器的有效性和鲁棒性.     

基于稳定度指标的分布式驱动车辆转向稳定性控制研究

针对装有轮毂电机的分布式驱动车辆,设计了一种车辆稳定性控制系统,该系统包括上层附加横摆力矩决策和下层转矩分配2个层次.基于滑模控制理论设计了上层β-ω联合控制器,并用修正的五参数菱形法划分车辆相平面的稳定域,基于此设计稳定度指标进行失稳判断与控制比例分配,下层基于动态载荷理论分配附加横摆力矩,优化了控制分配效果,在MA...     

基于能量法的车辆稳定性判断研究

本文中对汽车的操纵稳定性控制系统中车辆失稳的判断进行研究。采用能量法推导了车辆的失稳动能与纵向运动动能方程式,并将二者的比值定义为失稳能量比,而基于相平面法提出了车辆的稳定性判据,以判断车辆的行驶稳定状态。最后使用Vedyna软件进行车辆的仿真分析,结果验证了该稳定性判断的有效性。     

基于三维重构的隧道围岩稳定性快速分析及动态反馈

节理的存在降低了岩体的完整性和连续性,对隧道围岩的稳定具有重要影响,若支护不及时或强度不够将会严重威胁施工安全。本文依托井冈山特长隧道,提出了基于三维重构、块体理论的隧道围岩稳定性快速分析方法,动态反馈、指导设计施工方案优化。针对中风化砂岩、Ⅳ级围岩区段,通过地质素描与统计分析,建立基于节理特征的三维重构地层模型;运用块体理论,分析隧道开挖时临空面关键块体分布、失稳形式及安全系数;提出围岩稳定性动态反馈方法,并对比分析不同支护方案。研究表明:开挖后围岩稳定性较差,必须采取相应的支护措施,根据动态反馈明确在实际施工时必须严格按照原设计方案施作锚杆支护。基于三维重构的围岩稳定性快速分析及动态反馈,可以实现施工过程中地质数据的动态采集、分析与反馈,及时依据实际开挖地层条件,动态调整支护体系,确保结构的经济安全性。     

基于预测控制的车辆稳定性研究

设计了以2自由度车辆模型为预测内部模型、以补偿车辆横摆力矩为输出的汽车ESP预测控制器,并结合Matlab/Simulink建立的7自由度整车模型对所设计预测控制器进行了转向阶跃输入和正弦输入的仿真分析。结果表明,该预测控制器能很好控制汽车的横摆角速度和限制质心侧偏角,提高了汽车在高速转向工况下的稳定性,进而验证了所建模型的合理性和控制算法的有效性。     

基于IEHB系统的车辆稳定性控制研究

以某小型乘用车为研究对象,为提高线控制动车辆的转向稳定性,通过扩展卡尔曼滤波进行质心侧偏角的估计,以质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,设计模糊滑模联合控制器得到附加横摆力矩,以单轮差动制动方式施加到被控车轮上。利用CarSim与Simulink联合仿真平台,基于IEHB系统及控制系统的集成模型在双移线工况下进行了仿真实验。结果表明所设计的IEHB系统压力控制器能够较好地实现压力跟踪,并能验证所提出的车辆稳定性控制策略的有效性与合理性。     

基于多参数控制的分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制策略研究

为改善高速低附着路面上的车辆动力学性能,本文针对分布式驱动电动汽车提出一种基于多参数控制的操纵稳定性控制策略,包括上层轨迹跟踪控制和下层转矩分配控制。上层控制器设计基于2自由度车辆模型和驾驶员预瞄偏差模型,提出了MPC轨迹跟踪控制策略,实现对侧向偏差、横摆角偏差、质心侧偏角、横摆角速度的多参数控制。下层控制器以轮胎负荷率最小为优化目标,获得4个车轮电机转矩的最优分配量,借助于7自由度动力学模型,在双移线、蛇行工况下完成了CarSim-Simulink联合仿真。结果表明：提出的控制策略改善了高速、低附着工况下的操纵稳定性和轨迹跟踪精度。     

基于模型预测控制的主动四轮转向车辆稳定性研究

为提高汽车在高速、低附着系数路面下的操纵稳定性,论文设计模型预测控制器跟踪线性二自由度理想模型,得到横摆角速度与质心侧偏角偏差,然后由二次规划算法计算实际的四个车轮转角,并在Carsim软件中建立开环角阶跃工况进行联合仿真。结果表明:文章所设计的基于模型预测控制的主动四轮转向汽车相对于前轮转向,能够有效降低整车角阶跃输入下的横摆角速度与质心侧偏角,更好地跟踪理想控制目标,主动四轮转向汽车提高了整车的操纵稳定性和路径跟随精度。     

基于动态目标调整的汽车全轮纵向力分配的研究

针对现有汽车稳定性控制系统中,汽车全轮纵向力分配算法在极端工况下出现轮胎力饱和.导致滑移率控制器过多介入而出现控制振荡和对控制目标的调整不合理等问题,提出了一种新的主动动态目标调整的全轮纵向力分配算法.该算法在极端工况下,根据车辆运动状态和路面附着状态,对直接横摆力矩控制目标M_(xd)和纵向驱动/制动力控制目标F_(xd)进行主动动态的调节.仿真结果表明,采用该算法解决了现有全轮纵向力分配算法的上述问题.     

基于双向多车跟随式拓扑的混合车辆队列稳定性研究

车辆队列控制在提高驾驶安全性、提升交通流量、改善燃油经济性方面具有巨大潜力.现有车辆队列控制研究多针对完全由网联自动驾驶车辆组成的队列,难以应用于实际混合交通环境,而现有混合队列控制研究通常仅考虑网联自动驾驶车辆跟驰控制目标,而忽略了其对后方交通流与队列稳定性的影响.为此,研究了混合人工驾驶车辆与网联自动驾驶车辆的队列...     

基于底盘集成控制的人-车闭环系统对提高车辆操纵稳定性和路径跟踪能力的效果研究

基于线性矩阵不等式方法,设计了一种集成后轮主动转向、纵向驱动力补偿和直接横摆力矩控制的底盘集成控制系统,叫底盘鲁棒模型匹配集成控制器(R-MMC).为全面验证底盘集成控制器对车辆操纵性能的提高,建立了基于参考向量场的驾驶员模型,并用它和R-MMC组成一个包含内、外两个环路的人-车闭环控制系统.通过驾驶员模型不参与控制下的非稳态侧风干扰试验和驾驶员模型参与控制的人-车闭环系统S弯道跟踪试验,验证了R-MMC不但能显著提高车辆的操纵稳定性和主动安全性,而且还可增强车辆的路径跟踪能力,降低驾驶员的劳动强度.