基于CKF的四轮驱动电动汽车质心侧偏角估计

针对传统质心侧偏角观测精度不高、实时性能差的问题,提出了一种基于CKF算法的质心侧偏角观测器。首先基于CKF算法结合Dugoff轮胎模型,实时观测路面附着系数,计算实时的轮胎力。再结合七自由度整车模型,基于CKF算法,实时、精确观测车辆的质心侧偏角。最后,利用Simulink/Carsim联合仿真验证平台和硬件在环平台进行仿真验证。试验结果表明,CKF算法相比与传统无迹卡尔曼滤波估计精度更高、实时性能更好,较好的改善了传统质心侧偏角观测器在非线性条件下的观测精度。

针对某微型车轮胎异常磨损问题的分析与研究

针对某微型车在用户使用过程中抱怨的轮胎异常磨损问题,通过理论分析和四轮定位参数的研究,识别了关键影响因素,运用六西格玛工具,采取实验设计等方式方法,寻找到合理的参数设计,最终通过样本验证和用户使用效果跟踪,有效解决了上述问题,提高了用户满意度。

动态法测量汽车转向轮侧滑量的不确定度评定

GB 38900-2020《机动车安全技术检验项目和方法》中规定前轴采用非独立悬架的汽车(包括采用双转向轴的汽车)需进行转向轮横向侧滑量检验。分析影响检验过程的不确定度来源,对各不确定度分量进行计算和合成。根据结果评定,提高了汽车转向轮侧滑量检验结果的可靠性,也为同类检验的结果不确定度分析提供参考。

分布式驱动电动车降阶滑模状态观测器设计!

针对轮胎动力学存在的非线性问题及质心侧偏角估计的准确性与实时性问题,基于分布式驱动电动车(简称:IEV)车轮转矩易于测量的优势,设计了一种非线性降阶滑模状态观测器,对质心侧偏角和轮胎力进行估计。首先建立IEV车辆七自由度非线性动力学模型,选择UniTire轮胎模型描述轮胎特性。在此基础上考虑垂向载荷变化的影响;其次,利用饱和函数克服滑模固有的颤振现象;然后,根据IEV车辆车载传感器可测量的车辆状态,基于滑模变结构理论设计降阶观测器;最后以CarSim中的车辆模型作为仿真平台,对观测器性能进行验证。仿真结果表明:观测器对质心侧偏角和轮胎力的估计都有很高的精度。

非阿克曼几何状态下汽车车轮受力

为了研究汽车低速行驶时的转向特性,针对转向梯形造成的车轮运动侧偏角和受力进行了分析。根据受力平衡原理和运动协调条件,分别建立车轮受力方程式;并采用数值计算的方法对各个车轮的侧偏角进行求解。结果表明,前外轮侧偏角最大,所受侧向力最大;其次是前内轮,后轮也受到一定的侧向力;后内轮受力比后外轮大。试验现象支持理论分析,证明该分析方法是有效的。

基于模型预测控制的电动轮车辆横摆控制

为提高电动轮驱动车辆对不同路面的适应能力,基于模型预测控制提出一种将驱动电机的饱和输出力矩作为控制输入约束、将质心侧偏角作为输出约束的汽车横摆控制方法。建立2自由度的车辆状态空间模型作为预测模型,在线计算出跟踪理想横摆角速度所需的附加横摆力矩,通过调节相应驱动轮的驱动力来完成高效、简易的直接横摆力矩分配。将本文算法应用于四轮驱动的8自由度整车模型进行控制仿真,结果表明,该方法能够保证车辆在良好路面及湿滑路面上紧急转向和换道的操作稳定性,并能改善车辆循迹能力。

前轮操舵驱动移动机器人前后轮横滑刚度测量

通过对移动机器人进行平面运动动力学及运动学分析,建立平面运动移动机器人稳态圆运动动力学方程组;结合前轮驱动电机编码器、舵电机编码器以及机架陀螺仪分别采集到的前轮移动速度、舵角和机器人本体偏摆角速度,利用牛顿-拉夫森方法对动力学方程组进行求解,得到机器人前后轮的横滑刚度。研究结果为轮式移动机器人横滑特性及动力学研究提供了一种简单有效的手段,对路径跟踪研究也具有一定的参考价值。

多轴电动轮汽车双目标操纵稳定性优化分析

根据电动轮式多轴汽车驱动力矩独立可控的特点,采用ADAMS/View建立五轴全轮驱动汽车的30自由度动力学模型,选择横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,基于PID控制算法,采用Matlab/Simulink建立整车双目标优化控制策略,控制内、外侧车轮的驱动力矩,实现整车操纵稳定性的最优。联合仿真结果表明,在进行角阶跃输入响应时,采用横摆角速度和质心侧偏角的联合控制策略,可在横摆角速度稳态值仅降低3%的情况下,使质心侧偏角稳态值降低14%,使汽车具有良好的轨迹跟踪性。

双前桥转向汽车轮胎异常磨损机理分析

对双前桥转向汽车的转向机构和转向原理进行了简要的介绍,并阐述了双前桥转向汽车轮胎异常磨损的特点。针对此种特点,主要从转向机构故障方面分析了轮胎异常磨损的原因。并在此基础上,从力学角度分析了车轮侧滑和轮胎异常磨损机理。

高速无人驾驶车辆轨迹跟踪和稳定性控制

针对高速无人驾驶车辆运动控制过程中轨迹跟踪精度和稳定性难以同时保障的问题,提出综合前馈-反馈及自抗扰控制(ADRC)补偿相结合的横向控制算法.通过车速和道路曲率信息计算前馈稳态前轮转向角,将质心侧偏角引入航向偏差,以车辆航向角偏差和侧向偏差作为参考量进行反馈控制,通过前馈-反馈控制提升瞬态轨迹跟踪性能.设计自抗扰控制器,通过扩张状态观测器对未建模动态和内外界干扰进行估计,通过将后轮侧偏角控制在参考值附近来补偿前轮转角,提升无人驾驶车辆的转向稳定性和控制器的鲁棒性.不同工况下的仿真结果表明,利用该方法可以保证高速无人驾驶车辆稳定地跟踪期望路径行驶,轨迹跟踪偏差较小,对车辆参数变化和外界干扰具有较强的鲁棒性.

汽车车轮侧滑量检测与车辆技术状况诊断评价

为提高汽车车轮侧滑量检测结果对车辆技术状况评价的准确性,本文对按照GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》规定的检测方法 (即单向前进检测法)进行的大量的实测试验数据进行了分析,并通过详细的理论推导计算,指出了标准规定的检测方法存在的缺陷,提出了提高检测评定准确性而应该采用进退双向检测法的建议。

独立驱动电动汽车质心侧偏角融合估计方法

针对传统质心侧偏角估计精度低、实时性差等问题,把四轮独立驱动电动汽车作为研究对象,提出一种基于强跟踪卡尔曼滤波及无迹卡尔曼滤波融合估计的质心侧偏角估计方法。由于汽车在侧向加速度较小时车辆动力学特性基本呈线性变化,此时通过强跟踪卡尔曼滤波快速估计,当汽车侧向加速度较大时车辆动力学特性趋于非线性变化,通过无迹卡尔曼滤波准确估计。最后将两种估计方法的数据融合,完成不同车速不同工况下对车辆质心侧偏角的估计。搭建Simulink-Carsim联合仿真平台对提出的方法进行验证,结果表明该方法在保证估计精度的同时具有较好的实时跟踪效果及鲁棒性。

基于DRBF-EKF算法的车辆质心侧偏角与路面附着系数动态联合估计

车辆质心侧偏角和路面附着系数是实现车辆底盘智能化所需要的关键参数.车辆质心侧偏角对于提高车辆安全性和操控性至关重要,轮胎-路面附着系数决定轮胎力的峰值,进而确定汽车的动力学稳定性边界.本文针对四轮独立驱动电动汽车提出了一种基于惯性测量单元、轮毂电机内置转速/转角传感器的车辆质心侧偏角和路面附着系数动态联合估计方法.对四轮独立驱动电动汽车进行车辆动力学分析,结合Dugoff轮胎计算模型得到车辆质心侧偏角估计器;利用机器学习中高维数据降维PCA多元分析方法,提取主元特征参数,建立路面附着系数估计器.采用可自适应调节网络结构的双径向基神经网络和扩展卡尔曼滤波DRBF-EKF方法,通过K-means算法改进RBF神经网络结构,扩展卡尔曼滤波进行噪声滤波提高估计精度,实现车辆质心侧偏角和路面附着系数的动态联合估计.通过仿真和实车实验表明,所设计的DRBF-EKF动态联合估计器实时性和估计精度均优于扩展卡尔曼滤波算法,可以适应车辆行驶过程中路面附着特性与车速的变化,表现出较强的鲁棒性;与DRBF方法相比,显著提高了估计精度;并且分析了可以同时满足估计精度和实时性要求的最佳隐含层神经元个数.

四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

采用线性二自由度汽车模型,建立汽车四轮转向的运动微分方程式,从而对四轮转向汽车进行转向特性的进一步研究。在建立四轮转向汽车操纵动力学的模型基础上,借助MATLAB/Simulink模块对四轮转向汽车的动力学响应进行仿真分析,并将仿真结果与传统的前轮转向汽车作对比。仿真结果表明:四轮转向汽车在高速行驶时具有更好的操纵稳定性。

飞机地面运动方向控制的仿真研究

考虑左右机轮受力不同,在simulink仿真平台下,建立了飞机地面运动的三自由度仿真模型。利用提出的控制算法,解决了由于左右机轮载荷不平衡而导致飞机侧滑、冲出跑道的问题。仿真结果表明模型、算法是合理有效的。

曲柄滑块转向机构实现左右不同偏转角的证明

为了转向机构能精确实现无侧滑转向,多年来人们对轮式车辆各种转向机构做了大量优化设计工作,然而无侧滑的基本条件之一左右转向轮的偏转角度不一样,则是各种优化工作建立数学模型的基础,所以对转向机构实现左右不同偏转角的证明,能对优化设计提供理论依据。为此,以常见的曲柄滑块转向机构为例,分别以作图法和数学建模的方法,给予了证明。

基于横摆力矩的汽车稳定性控制策略

为提高车辆的横向稳定性,获得良好的操纵性能,利用ADAMS/car和MATLAB/simulink建立了以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量的多级PID仿真模型,分别采用了单个车轮制动和单侧车轮制动产生附加横摆力矩的方式。通过蛇形试验验证了ESP控制器的有效性和对比了2种制动方式的控制效果。仿真试验表明:采用该ESP控制器可以很好地保持车辆的稳定性,采用单侧车轮制动产生附加横摆力矩的方式具有更快的控制速度和更好的控制效果。

基于PNCC的汽车车轮定位检测系统研究

随着汽车的逐步普及,汽车的安全系数逐渐被人们所重视,从购买汽车前开始,便开始考虑汽车的安全性能,汽车的安全性能关系到生命安全,所以不得不需要在拥有汽车后,就开始考虑汽车的安全性能检测问题。当然也是汽车服务行业所要考虑的问题。文章分析了汽车车轮的定位检测是关系到汽车是否会产生侧滑、是否能安全地行驶的重要性检测。

双前轴转向汽车轮间与轴间侧滑量一体化检测台设计

为解决现有侧滑台无法检测双前轴转向汽车轴间侧滑量的现状,应用Solidworks平台设计了能同时检测轮间与轴间侧滑量的一体化检验台。试验表明:该侧滑台能够完成对双前轴转向汽车轴间侧滑量的检测。受检车辆的轴间侧滑量为4.2m/km,为汽车性能的评价提供了依据。

独立悬架车辆转向轮侧滑量检测实验分析

通过实验分析了目前使用的侧滑试验台不能检测独立悬架车辆转向轮侧滑的问题,设计出了适合独立悬架车辆转向轮侧滑量检测的双滑板分动分段式侧滑试验台,并对分动、分段设计原理进行了理论说明。