电动汽车再生制动控制器的开发

提出了利用超级电容作为储能元件实现电动汽车再生制动的能量回收方案,针对TI公司生产的TMSLF24OXDSP,应用脉宽调制PWM控制技术,设计了电动汽车超级电容再生制动系统控制器.介绍了电动汽车再生制动控制器的数字信号处理器DSP及其外围电路、故障信号处理电路、输出隔离电路与滤波电路,以及用C语言编写的各工作模块.调试试验结果表明,当负载突变和充电电流突变时,模糊PID控制策略的再生制动控制器在响应快速性、鲁棒性和自适应性方面效果良好,从而验证了系统的软硬件设计能够很好地回收电动汽车再生制动能量.由于软硬件采用了模块化设计,通用性好、灵活性强,可作为开发平台,应用于多种控制器的设计.     

基于半主动自适应悬架系统的整车道路友好性研究

为了提高车辆的道路友好性与平顺性,设计了以磁流变减振器为控制对象的整车自适应模糊控制半主动悬架系统。在试验测试和理论分析的基础上,建立了基于磁流变减振器的整车半主动悬架模型及其状态方程,并用该模型对自适应模糊控制方法进行了研究。模型的输入采用B级和C级路面谱;道路友好性评价指标采用动载荷系数和动载荷应力因子;使用MATLAB/Simulink建立基于2个自适应模块的模糊控制器控制系统,模糊控制器的输入均采用车身与车桥的相对速度和相对加速度。仿真结果表明:与被动悬架相比,在B级和C级路面、不同速度下,半主动自适应悬架动载荷系数均降低30%左右,动载荷应力因子均降低40%以上,同时也提高了车辆的运行平顺性和稳定性。     

混合交通路口动态多级模糊信号控制

在城市交通控制中,交通路口各个方向的交通流分布不均匀,车流到达随机性大,非机动车与行人对交通路口信号控制有影响.针对此特点,利用多级模糊控制理论,提出了以车道组流率比为基准的混合交通路口变相位、变相序、变周期的动态多级模糊控制算法.最后用VC 语言进行了编程仿真,结果表明,与传统四相位信号控制相比,该控制算法效果较好.     

快速路系统反馈控制器设计及算法

为了提高快速路系统的利用效率,设计了一个反馈控制器,提出了反馈控制器的迭代求解算法,控制器能实时跟踪车辆的密度,并与所期望的密度进行比较,把误差反馈给车辆,通过给车辆发布恰当的速度命令来控制车辆运行,使实际车辆密度收敛于期望密度。仿真计算结果表明:算法取4次迭代时的车辆密度与运行速度最大相对误差为0.32%,平均耗时为0.32 s,因此,设计的控制器使交通流运行趋于平稳,减少了车辆延误,从而提高了系统利用效率。     

基于多目标优化的混合动力城市物流车制动能量回收控制策略研究

针对混合动力城市物流车制动能量回收的安全与效率问题，提出了基于多目标优化的制动能量回收控制策略。建立了载荷估计和质心位置解析模型，使控制策略适应各种载荷变化。控制策略以制动安全性和能量回收性为优化目标，以制动力分配系数和电机制动力矩比例系数为控制变量，采用多目标遗传算法和基于模糊控制器的理想解决策法得到决策解。驾驶循环分析结果显示，所提控制策略具有较好的制动安全性和更高的制动能量回收性。     

Intelligent VIV control of 2DOF sprung cylinder in laminar shear-thinning and shear-thickening cross-flow based on self-tuning fuzzy PID algorithm

A self-tuning fuzzy PID (ST-FPID) control scheme is implemented within a joint interactive (Matlab/Simulink/Fluent) co-simulation framework for effective two degrees of freedom (2DOF) vortex-induced vibration (VIV) control of an elastically-mounted circular cylinder in laminar cross-flow of incompressible non-Newtonian power-law fluids based on the control action of a single transverse force actuator. The model-free controller, which systematically tunes the control parameters online in real time based on given rules, is well-known to be highly advantageous over the previously employed conventional PID controllers. It is particularly capable of handling the intricate non-linear dynamic effects inherent in the complex fluid rheology of non-Newtonian flow past the cylinder in presence of unmodeled system dynamics, high parametric uncertainties, diverse operational conditions, and time-varying external disturbances and control signals. Extensive numerical simulations reveal that the complex shear-thinning and shear-thickening behaviors of fluid viscosity can substantially influence the cylinder dynamic response, applied hydrodynamic forces, and flow structure. In particular, effectiveness and high performance of the adopted ST-FPID control strategy in substantial suppression of the high amplitude coupled 2DOF VIV of the elastically-mounted cylinder at selected critical reduced velocities in the lock-in region are established for a wide range of power-law index parameters (e.g., up to 83% reduction in RMS value of cylinder cross-flow displacement and up to 35% reduction in RMS value of cylinder in-line displacement for n=1and U* = 5 at Re = 100). Also, the vigorous action of the error-driven ST-FPID controller in forcing the high strength vortex shedding patterns of the uncontrolled cylinder out of the lock-in condition into the classical von Kármán vortex street of 2S-type mode of moderately weaker strengths is verified.     

基于微分几何的四轮独立驱动车辆运动解耦控制研究

针对车辆在纵向运动和横摆运动时的强耦合关系给车辆动力学控制带来的困难，以四轮独立电驱动车辆作为研究对象，基于微分几何理论设计了车辆系统运动解耦控制方法，将非线性强耦合的四轮驱动车辆动力学系统解耦为纵向和横向两个相对独立运动控制子系统，并设计了鲁棒控制器，以提高抵抗车辆行驶时不确定外力如侧风的干扰能力。基于 Trucksim 软件建立四轮驱动车辆模型，并针对车辆解耦控制策略和抗干扰策略进行了仿真测试。结果表明，相比于无解耦控制的车辆，采用微分几何解耦控制的四轮独立驱动车辆纵向速度偏差降低了 82.1%，横摆角速度偏差降低了80.7%，且微风干扰下的抗干扰能力明显改善，车辆稳定性显著提升。为验证该运动解耦控制策略在实时系统中的控制效果，还进行了硬件在环试验，结果表明，硬件在环试验的结果与仿真结果一致。     

Robust adaptive course-keeping control of under-actuated ships with the rudder failure北大核心CSCD

[目的]针对舵机故障、控制增益未知和海洋环境干扰情况下的欠驱动船舶航向保持问题,设计一种考虑舵机故障的船舶鲁棒自适应航向保持控制算法。[方法]通过结合鲁棒神经阻尼技术和自适应方法,对繁重的神经网络权值进行横向压缩,仅需设计2个自适应学习参数对未知增益和舵机故障参数在线补偿,以确保船舶在舵机故障的情况下能够有效执行航向保持任务。通过李雅普诺夫理论,证明所提出的控制器半全局最终一致稳定有界(semi-global uniform and ultimately bounded,SGUUB)。最后以“育鲲”轮为仿真对象,建立非线性Nomoto数学模型,在海洋干扰下进行对比仿真试验验证。[结果]结果表明,在此策略下,“育鲲”轮在舵机故障情况下平均舵角输出比仿真试验中所对比的传统方法降低了51%,可改善航向保持控制效果。[结论]研究结果可为欠驱动船舶的航向保持控制问题提供借鉴。