新能源汽车电机节能直接横摆力矩控制研究

为了降低电动汽车在行驶过程中的电机能量消耗,采用直接横摆力矩控制方法,并对车辆的车轮力矩和电机功率变化进行仿真验证。建立了车辆模型简图,根据牛顿第二定律推导出车辆转向运动方程式。针对传统两轮等力矩控制方法进行改进,提出了一种主动直接横摆力矩控制方法,推导出车辆连续行驶和转弯过程中的力矩分配律。利用转弯过程中车辆车轮的力矩变化来调节电机的功率变化,从而降低车辆电机的能量消耗。采用MATLAB软件对车辆横摆角速度、车轮力矩和电机能量消耗进行仿真,与两轮等力矩控制方法进行对比。结果显示:采用两轮等力矩控制方法,车辆横摆角速度跟踪误差较大,车轮力矩变化幅度较小,自适应调节能力较差,导致电机能量消耗较多;采用直接横摆力矩控制方法,车辆横摆角速度跟踪误差较小,车轮力矩变化幅度较大,自适应调节能力较好,使电机能量消耗较少。采用直接横摆力矩控制方法,能够自适应调整车轮力矩的变化,从而达到降低电机能量消耗目的。

基于路面识别的无人搬运车直接横摆力矩控制

针对转向工况下车辆在不同附着系数路面上稳定性较差,以及如何快速准确估计路面附着系数的问题,本文以无人搬运车(AGV)为研究对象,提出了一种基于路面识别的直接横摆力矩控制。设计了一种带噪声估计器的自适应无迹卡尔曼滤波(AUFK)观测器,基于滑模控制算法采用了一种自适应变速指数趋近律设计质心侧偏角和横摆角速度综合控制系统,计算附加横摆力矩。CarSim/Simulink联合仿真验证了所提出的AUFK观测器的正确性和稳定性、控制器的有效性。

基于直接横摆力矩控制的车辆横向稳定性研究

为提高车辆行驶时的操作稳定性和安全性,可通过搭建直接横摆力矩控制器来实现。首先,根据质心侧偏角和横摆角速度为输入参量,采用变结构滑模控制理论设计直接横摆力矩控制器。再基于横向稳定性系数设计汽车横向稳定性边界,判断直接横摆力矩控制器介入时机,并根据制定的车轮受控制规则得到四个车轮对应的调节力矩。最后通过联合仿真验证,表明所选控制策略能够很好地提高车辆横摆角速度和质心侧偏角的响应界值,极大地提升了车辆在低附着路面上高速行驶时的横向稳定性。

基于直接横摆力矩的四轮转向/驱动滑模控制

针对四轮独立转向/驱动车辆的转向稳定性问题,提出一种基于直接横摆力矩的滑模变结构控制算法.根据Ackerman转向模型计算车辆前后轮转向角之间的关系,并根据零质心侧偏角控制目标计算车辆各轮的转向角;设计以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的滑模变结构控制算法,对各轮转向角和驱动力矩进行控制.运用Lyapunov方法证明了该算法的稳定性,最后利用Matlab/Simulink仿真软件对控制算法进行仿真分析.结果表明,该控制算法可以将质心侧偏角和横摆角速度控制在理想范围内,从而有效提高车辆转向稳定性.

四轮转向车辆的直接横摆力矩控制

将横摆力矩控制 (DYC)与四轮转向 ( 4WS)系统相结合 ,建立侧偏角和横摆角速度具有最佳输出响应的车辆理想模型 .采用前馈和反馈控制相结合跟踪理想模型的控制策略 ,设计出最优控制器 ,并分别在低速和高速下进行仿真分析 .结果表明 :四轮转向模型与横摆力矩控制相结合 ,采用跟踪理想模型的控制策略能够有效地同时控制汽车转向侧偏角和横摆角速度 ,得到较好的瞬态及稳态响应 ,有效地减轻驾驶员操纵负担 ,提高了车辆操纵稳定性 .尤其在高速行驶时 ,仍能获得较好的输出响应 。

采用横摆力矩优化分配方法的车辆稳定性控制系统

为提高车辆的操纵稳定性,设计了采用横摆力矩优化分配方法的车辆稳定性控制系统。控制系统的上层采用基于最优理论的横摆力矩控制器,该控制器根据校正横摆力矩来计算目标控制车轮的参考滑移率;下层是PID控制器,它跟踪上层控制器的参考滑移率,对目标车轮施加制动力矩从而使车辆稳定。采用八自由度非线性车辆模型在不同工况下进行仿真,结果表明所设计的控制系统能够有效地改善车辆的操纵稳定性。

基于直接横摆力矩控制的汽车稳定性控制策略

建立了适用于汽车稳定性分析的人-车闭环系统整车动力学模型,提出了保证质心侧偏角为零的前馈和单神经元两种DYC控制策略。通过对这两种控制策略的低附着双移线道路仿真,对比分析了两种不同控制策略的控制效果。仿真结果表明:单神经元DYC控制策略能更有效地控制汽车运动状态,提高汽车纵向及侧向稳定性。

轮毂电机驱动车辆双重转向直接横摆力矩控制

针对某型8轮轮毂电机驱动车辆,设计一种基于直接横摆力矩控制的双重转向控制方法,建立车辆双轨2自由度动力学模型,研究包含滑移转向工况的车辆参考模型,并对滑移转向比采用基于车速与路面附着条件的模糊调节。为平衡横摆角速度控制与质心侧偏角限制之间的矛盾,在控制模型中,以横摆角速度作为直接控制变量,以质心侧偏角作为约束量,采用滑模变结构控制算法计算期望的横摆力矩,横摆力矩分配过程中采用预分配与驱动防滑控制相结合的分配策略。利用硬件在环实时仿真平台对所提出的双重转向控制算法进行分析验证,仿真结果表明:采用双重转向控制,能有效提高车辆转向的机动灵活性和操纵稳定性,对于提高轮式装甲车辆战场生存能力具有重要意义。

基于全轮纵向力优化分配的4WD车辆直接横摆力矩控制

为了充分利用四轮独立驱动(4WD)与直接横摆力矩控制(DYC)各自的优势,提出了基于全轮纵向力优化分配的4WD车辆DYC系统方案。利用改进的2DOF车辆模型制定DYC稳定性控制目标,设计基于最优动态滑模的"前馈+反馈"DYC控制器。建立全轮纵向力优化分配模式,结合HSRI轮胎模型设计了降低整车路面附着负荷的目标函数,并通过约束优化得出全轮纵向力分配值。研究表明,全轮纵向力优化分配可提高整车路面附着余量,进一步提升了DYC系统的控制性能。

主动前轮转向与直接横摆力矩集成控制算法

针对汽车主动前轮转向(AFS)与直接横摆力矩(DYC)协调控制问题,提出了一种基于模型预测控制的集成控制算法。该算法采用分层集成控制结构,设计了模型预测控制器,研究了二次规划轮胎力分配法,并通过仿真实验对算法进行验证。结果表明:控制算法能够提高车辆的稳定性,具有可行性;采用二次规划轮胎力分配法相对于单轮制动轮胎力分配法可扩大稳定性控制范围。

汽车稳定性控制中横摆力矩决策的LQR方法

综合跟随理想横摆角速度的方法和抑制汽车质心侧偏角的汽车稳定性控制方法,提出了一种新的最优控制方法。以线性二自由度车辆操纵特性模型为控制目标,基于汽车横摆力矩与车辆状态偏差之间的动力学关系建立了控制系统模型。采用线性二次型调节器(LQR)方法进行了汽车横摆力矩的决策,实现了汽车稳定性控制。在硬件与驾驶员在环仿真试验台上的试验验证了LQR方法的控制性能。

一种基于横摆力矩和主动前轮转向控制的制动稳定性控制方法

提出一种结合横摆力矩控制和主动前轮转向控制的提高紧急制动侧偏稳定性的控制方法.控制器采用前馈-反馈复合控制,通过最优控制算法求解反馈控制参数,并对稳定性控制参数和制动力参数进行优化,以缩短制动距离.仿真对比实验证实这种方法在提高制动稳定性和缩短制动距离方面都有良好的效果.

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。

基于模糊控制的汽车直接横摆力矩研究

为防止汽车产生测滑,针对汽车直接横摆力矩控制,提出了横摆角速度与质心侧偏角联合控制的模糊控制方法。横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了模糊控制器和规则制动力分配方法。模糊控制器根据期望值和车辆状态决策出所需的附加横摆力矩,并通过规则制动力分配方法进行主动差动制动实现。采用Matlab/Simulink与Car Sim联合仿真对控制方法进行了仿真验证。结果表明:横摆角速度与质心侧偏角联合控制的横摆力矩模糊控制方法使汽车能够较好地跟踪期望,有效提高汽车极限工况下的行驶稳定性。

基于横摆力矩的汽车制动稳定性模糊控制

为避免汽车在对开路面制动时出现跑偏或侧滑等危险工况,提出了一种利用横摆力矩方法控制汽车制动稳定性的控制模式,设计了模糊控制器,按照所确定的控制策略进行了仿真。仿真与试验结果对比表明,利用所提出的汽车制动稳定性横摆力矩模糊控制方法,能减少汽车在路面附着系数相差较大的对开路面制动时的侧滑和激转,并使汽车在制动偏驶后能快速恢复到预期行驶车道,避免了汽车制动力不平衡引起的危险工况。

基于非线性直接横摆力矩控制的ESP研究

设计了基于直接横摆力矩控制(DYC)的汽车电子稳定控制程序(ESP)控制器。采用基于输出反馈的非线性控制作为DYC控制器的算法;设计了非线性观测器用来准确地观测车辆纵向和侧向速度;设计了执行机构分配模块,为子控制器分配执行机构资源,防止DYC与防抱死制动(ABS)和驱动防滑(ASR)系统执行时相互冲突,保证ESP多种功能的正常执行;基于ARM7自主开发了ESP控制器,并搭建了硬件在环平台对其进行测试。测试结果证明了该控制策略的有效性。

基于横摆力矩分配的车辆稳定控制研究

研究了基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略,即紧急避障时采用差动制动,高速超车时采用驱动力分配方法。采用二自由度车辆的横摆角速度作为参考,并与实测的横摆角速度相比较,根据比较结果采取相应的控制策略。应用虚拟样机技术建立车辆多体动力学模型,采用联合仿真的方法对控制策略进行仿真。仿真结果表明,采用基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略可以大大提高加速超车和紧急避障时的操纵稳定性,这对减少高速行驶时道路交通事故的发生具有重要意义。

四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩模糊PI控制研究

为了充分利用四轮轮毂电机电动车四轮驱动力矩独立可控的优势,从提高汽车操纵稳定性的角度,基于模糊PI控制理论进行了四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩控制研究。确定了整车横摆力矩分层控制结构,采用2DOF车辆稳定控制参考模型,设计了附加横摆力矩决策模糊PI控制器,通过规则分配方法进行四轮驱动力分配。为了验证控制方法的有效性,基于Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真试验,分别选取紧急双移线工况和高速方向盘转角正弦输入工况对控制方法进行验证。结果表明:基于模糊PI控制理论的四轮轮毂电机电动汽车横摆力矩控制方法能够使汽车较好跟踪期望值,有效提高汽车行驶稳定性。

基于直接横摆力矩控制的FSAE纯电动赛车操纵稳定性控制策略

针对双电机驱动FSAE纯电动赛车操纵稳定性控制问题,提出了基于直接横摆力矩控制的操纵稳定性控制策略。采用扩展卡尔曼滤波对实际质心侧偏角进行估计,分别设计了基于PID控制、基于模糊逻辑控制以及基于PID模糊逻辑联合控制的附加横摆力矩控制器;并在方向盘转角阶跃工况以及双移线工况下,基于Matlab/Simulink平台进行了仿真对比。利用A&D5435半实物仿真平台和Matlab/Simulink代码自动生成技术,搭建了FSAE纯电动赛车硬件在环试验平台,并进行了双移线工况的实车试验验证。结果表明:文中提出的PID模糊逻辑联合控制策略相比于无控制和PID控制横摆角速度的稳态值和极值最多分别减小12. 17%和43. 87%,质心侧偏角的稳态和值极值最多分别减小8. 4%和68. 53%,并且收敛速度变快,提高了车辆的操纵稳定性。

基于模糊滑模直接横摆力矩的车辆横摆稳定性控制

为了避免车辆发生横向失稳的风险,根据四轮独立驱动电动汽车四轮驱动/制动力矩独立可控的特点,提出了一种具有上层控制器和下层控制器两层结构的模糊滑模直接横摆力矩控制策略。上层控制器采用模糊滑模控制器计算车辆总的需求横摆力矩,并对4个车轮纵向力进行分配。下层控制器将轮胎纵向力转化为对轮胎滑动率的控制,并通过控制4个车轮的力矩使轮胎纵向力得到实现。仿真结果表明,该模糊滑模直接横摆力矩控制策略在不同的附着路面条件下都能保证车辆的横向稳定性,并能削弱传统滑模控制器造成的系统抖振。