基于模型预测控制的重型自卸车差动制动防侧翻控制研究

为有效解决重型自卸车在极限工况下易侧翻失稳的问题,提出了一种基于模型预测控制的差动制动防侧翻控制方法。建立了重型自卸车九自由度车辆动力学模型,以零力矩点侧倾评价指标作为自卸车的侧翻评价指标,通过差动制动控制的方法为四个车轮提供制动力矩,以提高自卸车的行驶稳定性。为验证所提出的防侧翻控制方法的有效性,在鱼钩工况和阶跃工况下,以传统PID差动制动控制和无控制为对比,进行了MATLAB/Simulink与Trucksim的联合仿真,仿真结果显示,相比PID差动制动控制,所提出的基于模型预测控制的差动制动控制方法具有更好的抗侧翻能力,且稳定性较好。

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。

基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学研究

为了提高汽车的抗侧翻能力,以四自由度汽车模型为基础,研究分析了横向载荷转移率(LTR)与汽车运动参数的相互关系,提出了一种基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学模型,在此基础上研究分析了差动制动时制动力大小对汽车防侧翻性能的影响,此项研究成果补充了汽车差动制动防侧翻控制理论。仿真结果验证了所建立动力学模型的有效性。

轮胎附着极限下差动制动对汽车横摆力矩的影响

本文以纵滑-侧偏联合工况的稳态轮胎模型为基础,分析了汽车极限转向条件下制动力作用于不同车轮时对汽车横摆力矩的影响,并通过整车动力学仿真进行了验证。研究结果为利用差动制动控制提高汽车的高速操纵稳定性提供了动力学依据。

基于差动制动的车道偏离辅助控制

针对高速公路上因驾驶员注意力不集中容易发生车辆偏离车道事故的问题,提出采用四轮差动制动对车辆施加辅助横摆力矩以避免车辆偏离车道的方法。基于预瞄点处的车-路偏差、车辆状态和道路附着限制计算期望的横摆响应,设计滑模控制器控制辅助横摆力矩。通过在同侧车轮定比例分配制动力产生横摆力矩,使车辆横摆响应跟踪目标值,达到车道偏离辅助控制的目的。在Carsim/Simulink联合仿真平台上对基于差动制动的车道偏离辅助控制方法进行仿真实验,研究结果表明所提出方法将车辆限制在车道范围内,有效避免了车道偏离事故的发生。

基于主动转向和差动制动的车辆防侧翻控制

目前车辆防侧翻技术主要有主动转向或差动制动,但单独的主动转向会导致车轮转角调整过大,差动制动会导致制动力过大出现轮胎抱死,而且预警是依据侧向加速度信号,预警时间过慢,导致不安全。为了提高控制能力,通过建立车辆侧翻模型提出了LTR预警方法,能准确快速地计算车辆侧翻概率。并采用了主动转向和差动制动联合的防侧翻控制,在Mat-lab/simu link中设计出了联合控制算法。算法通过改变PI参数值和制动力增益系数K,既保证了不破坏车辆的车道保持功能,又减小了速度在一定时间内的下降率。仿真结果表明,优化控制防止了车辆侧翻,避免制动力过大,保证了系统安全性,确实为防侧翻控制设计提供了参考。

基于多目标PID的拖挂式房车差动制动控制系统设计

为了保证拖挂式房车制动时具有良好的横摆稳定性及行驶路径,提出以房车铰接角和横摆角速度为控制目标的差动制动控制方法.考虑电磁制动器机电耦合特性,建立了基于线性六自由度的牵引车房车转向制动力学模型;建立拖挂式房车稳态行驶时铰接角模型,引入多目标PID加权控制算法和多目标PID协调控制算法,应用差值制动控制横摆力矩的原理,使房车铰接角和横摆角速度准确跟随目标期望值,实现房车制动时具有良好的横摆稳定性及行驶路径.基于TruckSim与Simulink的联合,进行了脉冲、阶跃转向工况下的仿真试验.仿真结果表明,提出的加权控制和协调控制均能保证拖挂式房车在制动时具有良好的行驶路径及横摆稳定性;相比于无差动制动,这两者使房车相对横摆角减小约25%;相比于以横摆角速度为目标的差动制动,这两者使房车的行驶路径偏差减小约20%.

差动制动对汽车制动稳定性的影响

为了提高汽车制动的安全性,对差动制动的力学特性进行了分析,运用ADAMS/Car软件建立了汽车各子系统动力学模型,通过对主要子系统进行相应的设置,建立了整车动力学仿真模型,进行了直线制动及转弯制动稳定性仿真分析,研究了差动制动对制动稳定性的影响。仿真结果表明:差动制动方式可以减小汽车转弯制动时的质心侧偏角,提高汽车的制动稳定性,但汽车质量对于制动稳定性影响较大,因此,应用差动制动时应注意制动力分配方式,并考虑质量变化的影响。

四轮转向和差动制动联合控制的车辆横摆动力学

提出了一种基于四轮转向和差动制动联合控制的车辆横摆动力学控制策略。根据四轮转向和差动制动对横摆动力学的影响,设计了一个双输入双输出模糊控制器,以产生适当的横摆力矩和后轮转向角来控制质心侧偏角和横摆角速度。在Matlab/Simulink环境下建立了相应的仿真模型并在典型转向工况下进行了仿真试验。研究结果表明,与两个系统单独控制相比,联合控制情况下车辆的横摆动力学响应特性得到了很好的改善,从而提高了车辆的操纵稳定性和安全性。

基于差动制动的SUV防侧翻控制仿真研究

在汽车行驶安全性研究中,为提高SUV极限行驶性能中的抗侧翻能力,建立了一种差动制动的防侧翻控制方法。建立了三自由度SUV侧翻模型,并在SUV侧翻模型的基础上推导出横向载荷转移率,作为汽车的动态侧翻性能指标,用来定量的表示汽车的侧翻稳定性能,并用特定值作为控制系统的触发因子,从而在符合控制条件时通过PID控制器对侧向加速度差值进行控制,进而进行制动力的分配,实现差动制动控制。以Matlab/Simulink和CarSim仿真软件作为仿真平台对SUV防侧翻控制系统进行联合仿真,仿真结果表明在典型工况下SUV防侧翻性能得到有效改善,横向载荷转移率值降低12.5%左右。实验证明,研究结果对SUV防侧翻控制系统的设计具有一定参考价值。

主动转向与差动制动协同作用车辆稳定性控制

考虑到轮胎侧向力饱和情况下转向控制对车辆稳定性改善有限的局限,为进一步增加车辆转向横摆力矩的裕度,提出了主动后轮转向与单侧车轮差动制动协同作用的车辆稳定性控制策略;设计了后轮主动转向最优跟随控制器和车辆稳定性模糊控制器,提出了利用模糊控制隶属函数的形式分辨各自控制任务的协调方案。研究表明:在危险工况下,基于主动转向与差动制动协同作用的车辆稳定性控制系统能有效避免车辆失稳情况的过早发生,其控制效果优于单独的主动转向控制。

基于模糊差动制动的运动型多功能汽车防侧翻控制

为了提高SUV高速紧急操纵下防侧翻性能,提出了基于模糊差动制动控制的防侧翻控制策略。研究中考虑轮胎非线性因素的影响,建立了4自由度非线性汽车侧翻模型,并通过横向载荷转移率负反馈设计了参数自整定的模糊PID控制器,以驱动电控机械制动系统(EMB)产生抗横摆力矩防止汽车侧翻。典型工况下的算例分析结果表明,该控制策略能充分发挥EMB响应快的特性,防止SUV高速紧急操纵下侧翻。

考虑路面附着系数的车辆差动制动控制策略

为了避免由于路面附着系数过低或突变而导致的车辆摆尾等事故,可为车辆增设路面附着系数在线辨识模块,提升车辆主动安全性能。建立路面附着系数辨识模型,基于递推最小二乘法,实现路面附着系数的在线辨识;考虑路面附着系数的影响,提出差动制动控制策略;通过Simulink/Carsim联合仿真,验证所提出差动制动控制策略的优越性。结果表明,修正后的控制策略提高了车辆差动制动性能,提高了车辆的行驶稳定性。

拖挂式房车差动制动稳定性

利用达朗伯原理建立六自由度拖挂式房车制动数学模型,在此基础上应用Matlab/Simulink软件搭建仿真模型,对拖挂式房车制动稳定性进行仿真,研究了差动制动对拖挂式房车制动稳定性的影响.仿真结果表明:拖挂式房车转向时,在其车轮上施加不同的制动力,对制动稳定性有着显著影响;加大内侧车轮制动力有利于提高拖挂式房车制动稳定性.

重型车辆模糊差动制动防侧翻控制研究

针对重型车辆防侧翻控制算法进行研究,基于差动制动防侧翻理论,将模糊控制与PID控制相结合,设计车辆防侧翻控制器,将车辆输入输出参数模糊化,进行模糊推理及解模糊化,建立模糊规则,开发基于预警的车辆防侧翻PID控制算法,在双移线转向输入工况下对基于差动制动和模糊PID控制的重型车辆防侧翻控制算法进行仿真分析,从仿真结果可以看出车辆在双移线试验工况中施加控制后横摆角速度、质心侧偏角及侧向加速度都得到改善,提高了车辆行驶的稳定性。结果表明基于差动制动和模糊PID控制的重型车辆防侧翻控制算法能够有效的防止车辆侧翻。

差动制动对制动稳定性的影响

分析了差动制动的力学特性,并通过ADAMS/CAR建立整车仿真模型,对不同制动初速度下的直线制动及转弯制动进行仿真分析。结果表明,差动制动方式可以减小汽车制动时的侧向位移量;转弯制动时,内轮施加制动力可改善转向不足,外轮施加制动力可改善过度转向;内后轮与外前轮对于制动稳定性影响较大。

基于差动制动的防侧翻车辆动力学控制研究

防侧翻车辆动力学控制是将传统的车辆动力学控制与车辆的防侧翻控制相结合的现代车辆主动安全技术。本文通过对汽车差动制动的力学特性的分析,介绍了基于差动制动的防侧翻车辆动力学控制。讨论了防侧翻车辆动力学控制的控制原理和相应的控制方案,比较了两种车辆动力学控制的仿真结果,为利用差动制动控制改善车辆的操纵稳定性提供了动力学基础。

重型车辆的差动制动防侧翻控制

以多刚体动力学为基础,考虑悬架K&C特性,应用达朗贝尔惯性力原理,建立了具有较高精度面向特性的中后桥双胎三轴汽车二十六自由度非线性动力学模型。由汽车实际运动状态和理想运动状态之间的偏差计算出最优控制力矩,设计了差动制动协调器、ABS下层控制器和执行器组成的差动制动防侧翻控制系统。对该模型进行了阶跃转向试验来模拟紧急避让工况,结果表明该控制系统方案可行并能够有效地防止汽车的侧翻。

基于主动横向稳定杆与差动制动联合控制的车辆防侧翻研究

针对高速行驶的车辆处于大转角、避障等紧急工况下容易出现侧翻的问题,本文中提出了采用差动制动与主动横向稳定杆联合对车辆进行侧翻控制策略。为提高对车辆侧翻的控制效果,一方面通过全轮差动制动来提高车辆的横摆稳定性,防止车辆由于失稳产生绊倒性侧翻,并减小车辆的侧倾;另一方面,考虑到处于紧急工况下车辆的非线性与时变性,采用主动横向稳定杆并设计了2阶滑模超螺旋控制器来动态跟踪车辆的理想侧倾角,实现驾驶员对车辆侧倾姿态的准确判断,防止驾驶员产生误操作,进一步提高了车辆的防侧翻能力。最后,通过硬件在环试验对提出的主动横向稳定杆与差动制动联合控制策略的有效性进行了验证。

基于差动制动的汽车拖车组合系统动态稳定性滑模控制

为了提高汽车拖车组合系统(CTC)的动态稳定性,首先建立了基于差动制动的CTC动力学模型,确定了CTC在一定前轮转角输入下的稳态转向响应;然后将滑模控制方法应用到CTC动态稳定性控制中,创建了以稳态响应下横摆角速度为控制目标的动态稳定性控制系统;最后通过计算一定前轮转角输入下的两节车身横摆角速度需求,将差动制动产生的横摆力矩分别施加在两节车身,抑制CTC的车身摆振.仿真结果表明:动态稳定性控制系统加快了车身横摆的收敛速度,有效消除了车身摆振;相较于传统的抑制横摆运动的控制方法,所提出的控制系统保证了系统对于前轮转角的动态响应,实现了保障合理横摆运动、抑制多余横摆运动的效果,将质心侧偏角误差降低了40%,附加横摆力矩的响应时间缩短了30%,有效地提高了CTC的动态稳定性.