基于Ackermann模型的全轮转向电动汽车的随动跟踪控制策略研究

提出了一种新型的基于Ackermann模型的全轮转向电动汽车的随动跟踪控制系统,该随动跟踪控制的思想是:当四轮中出现有车轮运动受阻使得车轮转向和驱动的转速徒降,此时其它的车轮将不执行整车控制系统的运动指令,转而去跟随受阻车轮的运动状态,直到受阻车轮脱离困境后,4个车轮再各自执行整车控制系统的运动指令;该控制系统是由转向控制、驱动控制和CAN总线网络系统组成的复杂的电气系统;该控制系统的优势在于:不仅能实现四轮独立转向四轮独立驱动控制的功能,而且在不平路面上车轮失步情况下,各轮转向角能自动随动同步协调,有效地防止磨胎现象;实验结果表明,该动力随动控制系统控制实时同步性好,响应速度快,能使4个轮子在转向和差速过程中达到和机械连接一样的刚度要求。

基于Ackermann's formula的类反斜线回滞系统滑模控制

回滞现象广泛地存在于许多机械控制领域。由于回滞特性具有不可微性,从而使得对回滞系统的控制变得困难和复杂,同时由于回滞可能引起系统的振荡,甚至造成系统的不稳定,因此有必要对回滞系统的有效控制进行研究。考虑到回滞系统建模仍然是个研究的领域,针对类反斜线回滞系统进行研究。把类反斜线回滞模型分解为确定的线性部分和已知上界的不确定非线性部分,利用Ackermann's formula给出了类反斜线回滞系统的滑模控制律。仿真表明此滑模控制律是有效的,同时此滑模控制保证了整个系统的稳定性。

基于CATIA参数化建模校核Ackermann误差的方法

介绍了Ackermann误差概念和传统校核方法的局限性,提出采用CATIA参数化建模方式,建立全空间转向机构硬点-骨架模型,依靠CATIA参数化驱动功能,通过改变参数得到非常精确的Ackermann误差,并且利用参数与设计表关联,快速得到所有车型转向系统的骨架模型,实现了高效、准确校核大量车型Ackermann误差的目的。

电动汽车差速系统研究综述

总结了电动汽车传动系统的结构布置情况及电动汽车差速系统研究的两个方向——自适应差速的特殊电机设计和基于各种控制理论采用差速控制策略的电子差速系统设计。阐述了自适应差速系统的结构及其差速原理,并详细阐述了电子差速系统的控制结构、控制模型、控制变量及控制策略,同时对目前电子差速系统选择电机转速和转矩作为控制变量的利弊进行了探讨。最后,展望了电动汽车差速系统的发展前景。

模型车轮胎侧偏刚度的参数辨识方法

鉴于高速转弯等极限工况下,采用实车实验法研究车辆的稳定性存在极大的危险性,采用模型车代替实车进行车辆稳定性实验。研究车辆的动力学特性,须先获取轮胎参数,特别是轮胎的侧偏刚度。本文中首先基于2自由度车辆模型,推导了轮胎侧偏刚度的参数辨识模型,并采用低速圆周实验法测定了轮胎线性区域的侧偏刚度。然后,根据测得的轮胎侧偏刚度,一方面通过计算前轮转角并和利用Ackermann转向几何学得到的前轮转角进行对比,直接验证了参数辨识法测定轮胎侧偏刚度的准确性;另一方面通过计算轮胎魔术公式系数,间接验证了参数辨识法测定轮胎侧偏刚度的准确性。

电动汽车低速转向电子差速兼顾辅助转向控制

针对后轮独立驱动电动轮汽车转向差速控制技术,基于电动轮汽车低速转向特性,建立阿克曼转向差速模型。考虑电子差速控制对车辆转向的辅助作用,对电动轮汽车低速转向时电子差速兼顾辅助转向控制进行研究。仿真结果表明:基于阿克曼转向模型的转矩分配策略,不仅实现了基本的差速功能,对车辆转向行驶也有一定辅助作用。进行了电子差速控制实车试验,结果表明:控制策略能较好地应用于试验车辆。

汽车断开式转向梯形机构的优化设计

基于空间几何关系推导出某汽车断开式转向梯形机构的运动学方程,以转向梯形中各个杆件的空间尺寸、空间位置等参数为设计变量,以跟踪理想阿克曼转角为目标函数,以车辆对转向系统的要求为约束条件,对该转向梯形机构进行优化设计。基于ADAMS的虚拟样机试验表明:优化后的转向梯形机构明显地提高左右轮转角跟踪理想阿克曼转角的能力。在转向过程中,传动比变化更为合理,压力角更好满足机械系统传递要求。

ARV路径跟踪控制算法研究

根据移动机器人领域中普遍应用的Ackermann’s模型,推导出了适用于ARV移动机器人路径跟踪控制算法的运动学模型.该模型是利用参考路径的曲率、车体相对于参考路径的偏航角以及位置偏移量等变量参数来建立的;然后应用"链式系统"控制理论把该运动学模型转换为链式模型,并由链式模型设计出用于路径跟踪的控制律;最后对该控制律进行了仿真分析.仿真结果表明,应用该控制算法进行路径跟踪控制时,能够较好地跟随预设路径,满足整车控制要求.

基于阿克曼算法的轮毂电动汽车控制方法研究

轮毂电动汽车以其独特的线控转向、线控驱动及线控制动设计,实现了整车的机电一体化控制。以前置前驱、前轮转向的轮毂电动汽车为研究对象,依据阿克曼转向模型原理,实现轮毂电动汽车前轮独立转向及差速系统的控制;同时,根据ABS控制理论,实现对轮毂电动汽车有效制动的控制。以上控制方法经实验验证切实可行。

汽车AFS系统车灯转角模型研究

为了提高汽车夜间行驶的安全性,对汽车前照灯的动态性能进行研究是很有意义的。以汽车的前轮转向角、车速为基础,以汽车的停车视距为依据,建立了汽车前照灯系统水平转角的动态数学模型,得出了车灯转角与前轮转向角、汽车车速之间的关系,并通过Matlab/Simulink进行了仿真。仿真结果取得了良好的预期效果,对汽车主动安全系统的进一步完善有着一定的参考价值。

基于RISF融合的车辆横摆角速度估计

使用车载角速度传感器测量获得的横摆角速度,存在噪声干扰大、量测值滞后等问题。为了提高车辆横摆角速度估计的精确性,本文中设计了一种基于可靠指标传感器融合(reliability indexed sensor fusion,RISF)多源传感信息融合的估计算法。首先,使用自适应容积卡尔曼滤波算法对横摆角速度传感器量测值进行滤波;然后,建立考虑道路侧倾角的自行车模型,使用车载轮速、前轮转角和横向加速度传感器信号,建立动力学递推公式,并使用阿克曼定理的计算结果作为状态更新值,估计出横摆角速度;最后,设计基于RISF的自适应卡尔曼滤波框架融合传感器滤波值和模型估计值。实车道路测试结果表明:该方法可估计出道路侧倾角,RISF融合值比单一传感器滤波的估计效果更好。

基于Infineon XC164CS四轮电子差速系统设计方案

基于InfineonXC164CS微控制器,设计一种针对四轮驱动电动车电机的控制方案。介绍了基于Ackermann和Jeantand转向模型的四轮速度关系,四轮驱动汽车的电子差速算法以及电动轮的软件设计。实践证明,基于XC164CS,利用软件就能实现对电动轮的控制。

两轮转向改装成四轮转向汽车的动力学分析

对传统的两轮转向汽车进行改装,使其后轮也具有转向功能。文中建立了三自由度的改装四轮转向汽车的动力学模型,选择了线性的轮胎模型对轮胎力进行了分析。根据汽车抗侧翻和抗侧滑的临界条件,得出转弯半径的限制范围。结合阿克曼定理分析了低速、高速两种不同工况下的控制策略,设计了两后轮各自的控制转角,使改装好的汽车实现四轮转向,为后续控制系统提供了理论依据和控制模型。

自动泊车系统泊车轨迹跟踪研究

汽车工业的发展给人们带来了极大便利,但随着汽车保有量的不断提升,城市规划已无法适应汽车数量的飞速增长,停车缺口巨大,停车难问题愈加严重,自动泊车系统的出现很好的解决了城市停车难问题,较大的提升了车辆的安全性及舒适性。自动泊车主要分为三个阶段,即障碍物识别、路径规划、车辆控制。而路径规划的过程主要受到车辆的自身参数及相关环境信息两个因素影响,汽车自身参数主要包括车长、车宽、车高、轴距、最小转弯半径等,周边环境信息主要包括车位的位置、车位的大小、泊车起始位置,及周边的障碍物位置等。当汽车设计出来后,其车身的各项参数也就随之确定,因此文章主要研究内容为路径规划过程中的车辆轨迹跟踪问题,通过车辆运动学建模及阿克曼转向几何对车辆进行建模分析,以掌握车身关键点的坐标信息、车辆的实时运动状态及趋势。

转向工况下的混合动力汽车电子差速控制技术

混合动力汽车在转向过程中易受轮胎垂向载荷、侧向力等因素的影响,为保证其稳定行驶,提出了基于改进相对滑移率的混合动力汽车电子差速控制技术。考虑车辆驾驶时轮胎垂向载荷、侧向力和侧偏角等因素,运用刚体运动原理构建混合动力汽车动力学模型;以车外某点为圆心,通过阿克曼理论计算前轴内外车轮转向角,参考汽车质心速率推算内外车轮转向工况下行驶速度,明确双驱动轮转速;推算内外侧转速和驱动轮距真实转速的耦合关系,将相对滑移率拟作差速控制参数,计算车辆系统性能指标,利用线性二次模型推导差速控制规律,以系统性能指标最小为目标,构建车辆系统最佳差速控制器。结果表明,所提技术能将电子差速滑转率控制在极低水平,降低了车辆的打滑概率,显著提升了车辆驾驶安全性。

一种电动汽车差速控制的建模与分析方法

将双轮毂电机电动汽车作为研究对象,以简易实用为目标,基于传统阿克曼转向模型,提出了一种基于轮胎滑移率的改进阿克曼转向模型。通过Matlab/Simulink建模工具完成了对于差速模型的搭建,并且基于该模型对双轮毂电机的轮胎转速以及对应的滑移率、横摆角速度进行了仿真分析,进而根据理想二自由度线型整车动力学模型得到的理想横摆角速度进一步完善了此改进阿克曼转向模型。最后通过实际的整车试验,得到了相应的数据曲线,与仿真结果对比表明有效地实现了提出的差速控制模型。