考虑轮胎非线性的横摆角速度计算与车辆稳定性控制

基于非线性轮胎模型提出横摆角速度的一种准确计算方法,并将其用于车辆稳定性控制。轮胎的非线性采用刷子模型进行表征,通过摄动分析得到等效稳定性因数,进而得到稳态横摆角速度的精确解析解。对解析解存在性的分析表明轮胎非线性会对车辆稳定性产生影响。实车试验和基于车辆模型的控制仿真表明,考虑轮胎非线性可有效提高作为目标参量的稳态横摆角速度的计算精度,提高车辆稳定性的控制效果。

转角脉冲试验中横摆角速度误差注入与模拟

为使虚拟样机进行转角脉冲试验更加接近实车试验数据,根据陀螺仪传感器的构造和误差产生机理,对陀螺仪系统误差和随机误差的数学特性进行分析,并建立相应的误差模型,提出了系统—随机误差注入方法,对注入误差后的横摆角速度进行误差模拟。结果表明:误差注入方法可有效对动力学模型输出数据进行模拟,通过分布检验法进行验证,验证结果与注入误差的类型一致也表明了误差注入方法的有效性。

转向盘角阶跃输入横摆角速度响应时间影响因素分析

汽车转向盘角阶跃输入下的横摆角速度响应时间的优劣关系到汽车的操纵稳定性,也是汽车研发过程中需要关注的试验数据。本文通过应用CARSIM软件建立整车模型,改变不同的影响因素的值,分析仿真结果,从而对改进汽车汽车转向盘角阶跃输入下的横摆角速度响应时间提供参考,对优化汽车操纵稳定性具有重要意义。

基于扩展卡尔曼滤波的汽车横摆角速度预测

对分布式电动汽车,利用扩展卡尔曼滤波(EKF)对汽车的横摆角速度进行预测。建立7自由度整车非线性仿真模型,模型可以依据方向盘的转角输入和目标速度的跟随控制,模拟极限工况下的车辆状况。其次,建立具有二个输入和三输出横摆角速度预测模型。最后模拟瞬时急转弯工况和连续转弯工况下进行仿真分析,并且将结果与利用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法预测结果进行对比。结果表明,该预测模型能够准确预测出汽车在极限工况中的横摆角速度。

基于期望横摆角速度的视觉导航智能车辆横向控制

针对采用传统位置偏差控制方法的车道保持系统横向控制精度不高以及鲁棒性差等问题,提出一种跟踪期望横摆角速度的车辆横向控制方法。在车辆当前行驶位置和道路预瞄点之间实时规划逼近目标路径的虚拟路径,同时分析当前时刻车辆以无偏差形式沿此虚拟路径行驶时决定车辆行驶位置的横摆角速度及速度之间的关系。结合车辆道路相对位置及车身状态信息,设计期望横摆角速度生成器。基于7自由度非线性车辆动力学模型,设计滑模控制器跟踪期望横摆角速度,使得车辆稳定地跟踪目标路径。根据车道线宽度和边缘点数量统计进行边缘检测,能有效识别模糊车道边缘和抑制噪声,并通过对消失点的检测来有效去除非车道线的干扰。仿真及试验结果表明,与传统的位置偏差控制方法相比,期望横摆角速度法不仅能提高车辆横向控制的精确性且跟随偏差随车辆速度及道路曲率的变化波动范围小,具有很好的鲁棒性和自适应性。

横摆角速度反馈对车辆操纵稳定性的影响

为了改善装有电子助力转向系统(EPS)的车辆操纵稳定性,分析研究了EPS中引入横摆角速度负反馈对车辆操纵稳定性的影响,建立了包含EPS的人-车系统数学模型,并利用SIMU-LINK工具箱进行了仿真分析。结果表明:该模型在EPS中引入横摆角速度负反馈,可以显著改善前轮角阶跃输入下车辆的横摆角速度的瞬态响应;EPS助力矩响应曲线上升平稳缓慢,有利于汽车在低附着系数路面高速转向行驶的操纵,从而提高了汽车的行驶安全性。

线控转向汽车横摆角速度增益优化设计

为了解决汽车线控转向系统(SBW)转向角传动比的设计问题,对SBW汽车横摆角速度增益值优化方法进行了研究。在建立整车动力学模型和驾驶员模型的基础上,从人-车闭环系统角度出发,采用汽车操纵稳定性综合评价体系中的轨迹跟踪误差评价指标、驾驶员操纵负担的评价指标、侧翻危险性评价指标和侧滑危险性评价指标并与遗传算法相结合,在典型车速下对汽车横摆角速度增益值进行了优化。试验结果表明,采用优化后横摆角速度增益值设计的SBW转向传动比可有效地提高汽车操纵性,减轻驾驶员负担。

基于自适应Kalman滤波的汽车横摆角速度软测量算法

利用参数软测量技术,提出了基于自适应Kalman滤波和汽车两自由度动力学模型的横摆角 速度软测量算法.该算法实现了横摆角速度的线性最小均方误差估计,且可对汽车行驶过程中的系 统噪声和观测噪声统计特性进行在线估计.仿真与场地试验结果对比验证了该算法的有效性,同时 软测量技术的采用也为汽车状态参数测量提供了一条可行的、准确且低成本的研究思路.

4WS汽车横摆角速度跟踪μ综合鲁棒控制

实际汽车行驶总承担不同的载荷以及运行状态(如速度)变化,以横摆角速度跟踪反馈为控制逻辑,设计μ综合鲁棒控制器来抑制外部干扰,优化权函数,实现了传统四轮转向4WS(Four-wheelsteering)车辆控制器难于达到的性能指标。仿真表明,所设计的4WS汽车μ综合鲁棒控制器不仅可使其具有良好操纵性能鲁棒性和稳定鲁棒性,即对外界干扰具有很好的抑制性能且不敏感于车辆参数变化,也改善了以往H∞控制器设计偏于保守的问题。

稳态工况下横摆角速度与侧倾角的关系分析

在分别建立转向、悬架和轮胎数学模型的基础上,理论推导出横摆角速度与侧倾角的相互关系,分析了角阶跃输入下路面附着系数和车速对转向的影响,刻画了不同车速和前轮转角下横摆角速度与侧倾角的变化过程,通过分析总结出两者之间的稳态值变化规律。仿真和试验结果表明,试验与仿真的结果相吻合,验证了仿真的正确性,为侧向和垂向动力学的集成控制研究提供了理论参考。

四轮线控转向横摆角速度反馈控制策略研究

为了改善传统四轮转向系统的不足,研究了四轮线控转向系统的横摆角速度反馈控制策略。后轮进行横摆角速度反馈使稳态质心侧偏角极小,并且将车辆横摆和侧偏运动解耦;前轮进行横摆角速度反馈,通过调整反馈系数来预定横摆运动的时间常数,增加转向增益,改善横摆角速度的响应特性。阶跃响应和频率响应等的仿真结果表明,提出的四轮横摆角速度反馈控制策略改善了传统四轮转向的不足转向趋势,缩短了反应时间,提高了驾驶员精确控制车辆的能力,从而提高了操纵稳定性。

横摆角速度反馈汽车转向控制的理论研究

从理论上研究了具有横摆角速度反馈特性的汽车转向控制系统 ,对横摆角速度反馈控制、定增益形式横摆角速度反馈控制进行了系统研究和综合比较 ,横摆角速度反馈不但使横摆角速度响应的带宽增大 ,而且同时使横摆角速度阻尼增大 ,并减小车辆重心侧偏角的稳态增益和侧向加速度超调量 ,使得转向运动更加平稳、方向性得到一定程度的改善。另外 ,研究表明两种前轮转向控制方法对高速工况下的车辆和过度转向车辆的作用非常明显 。

双线法与横摆角速度法联合的车辆稳定性判据

车辆稳定性判据决定了车辆稳定性控制系统的介入与退出时机,是车辆稳定性控制的基础.设计了一种基于相平面法的车辆稳定性判据,在传统双线法确定的稳定区域中引入横摆角速度法确定的稳定区域,设计联合车辆稳定性判据,协调对质心侧偏角和横摆角速度的控制,并获取稳定性判据的相应阈值变化的数据库,用于在控制过程中查表获得车辆的稳定区域边界.利用质心侧偏角和横摆角速度偏离函数表征控制变量偏离参考值的程度和车辆状态相对稳定区域边界的位置.极限工况下,当车辆状态超出稳定区域边界时,车辆稳定性控制应迅速介入,控制车辆状态回到稳定区域.

基于GPS的汽车横摆角速度和侧偏角工程测试方法

面向汽车动力学控制系统产业化开发中的冬季试验和夏季试验,基于GPS技术设计了汽车横摆角速度和侧偏角工程测试系统和测试精度验证系统,并给出了具体的数据处理方法。阐述了两套系统的硬件设计、试验方法,并根据同步采集的试验数据对比分析了车身方位角、横摆角速度和侧偏角的测量精度。结果表明:测试系统定位能力较差,但横摆角速度和侧偏角测量精度与验证系统接近,满足汽车性能道路试验的要求。

基于横摆角速度增益的动态转向系统可变传动比

以汽车动力学模型为基础,提出了一种保证汽车转向横摆角速度增益不变,以车速和前轮转角来确定车辆动态转向系统理想传动比的方法,并进行了实例计算和分析。结果表明,利用该方法确定的理想传动比保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担。

基于横摆角速度变门限值的车辆稳定性控制策略及实车场地试验

进行了基于横摆角速度变逻辑门限值的车辆稳定性控制策略研究,分析该策略的Matlab/Simulink仿真结果,开发了基于DSP的车辆稳定性控制器ECU,实现该控制策略。实车场地试验表明,基于该控制策略的控制器实用且有效,能够大大提高汽车在极限状态下曲线行驶的车辆稳定性。

四轮转向车辆横摆角速度反馈与神经网络自适应混合控制的研究

采用ADAMS/Car软件建立了四轮转向车辆虚拟样机模型,设计了一种车辆横摆角速度反馈与神经网络自适应的混合控制系统,有效解决了轮胎大侧偏角下的非线性问题,使神经网络权系数的在线修正速度快,难度低,赋予系统自适应能力。理论分析和仿真结果表明,所构建的四轮转向车辆混合控制系统是可行的,所采用的ADAMS与MATLAB联合仿真方法是有效的。

车辆横摆角速度跟踪控制方法

为改善车辆操纵稳定性,用二自由度车辆动力学状态方程建立了车辆横摆角速度跟踪控制模型。用横摆角速度与其期望值的差值确立了性能指标并求出了反馈控制增益,用该模型计算了车辆在急速转向操纵时的侧向加速度、横摆角速度以及车辆质心的侧偏角响应,计算结果表明了方法的有效性。

基于主动前轮转向横摆角速度反馈控制的研究

在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈传感器,建立了主动前轮转向系统数学模型和横摆角速度反馈控制模型,使用PID控制器实现横摆角速度反馈控制;系统通过产生附加的前轮转角,对前轮转角进行修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型;并在系统阶跃和正弦输入下分别进行仿真分析,结果表明,在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈控制可以显著改善车辆横摆角速度的瞬态响应,从而提高了车辆的转向稳定性。

基于整车模型的PEV理想横摆角速度确定方法

四轮独立驱动的纯电动汽车(Pure Electric Vehicle,PEV)的理想横摆角速度确定方法不同于传统汽车。为了使电子稳定程序(Electronic Stability Program,ESP)控制系统介入的时机更为恰当,提高车辆对驾驶员意图的响应性能以及避免系统介入不适当对驾驶员正常行驶意图的干扰,针对一种由4个轮毂电机独立驱动的PEV,在线性二自由度模型确定车辆理想横摆角速度的基础上,利用Matlab/Simulink建立七自由度整车模型,考虑不同路面附着系数和各轮垂直载荷的影响,提出了适用于四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的修正算法。通过对固定前轮转向角的纯电动汽车在纯路面、对接路面以及分离路面上理想横摆角速度随车速变化的仿真结果进行分析,得出了PEV理想横摆角速度的变化规律,为四轮独立驱动PEV理想横摆角速度的确定提供了理论基础。