考虑道路识别的四驱电动汽车再生制动策略

为了充分利用路面附着条件分配再生制动力,提高制动能量回收率,根据双电动机四驱结构电动汽车复合制动系统的特点,对其制动能量回收控制策略进行了研究.分析了驱动轮与地面附着特性,设计了道路识别器来计算每个轮胎与当前路面之间的峰值附着系数,并使用模糊控制策略确定每个车轮与8种道路的滑移率和附着利用率的相似输入.根据双电动机外部特性的制动力分配关系,提出了使更多制动能量回馈给电池的策略.结果表明:制动强度为0.3时,能量回收率为65.55%,具有较高的回收效率.

产教融合背景下基于“四轮驱动”机制的高职建筑设计类课程教学创新与实践

根据高职人才的创新创业能力培养要求,结合建筑设计专业的特点,针对传统课程项目化教学模式的不足,提出构建高职院校“建筑设计”课程项目“意识引动”“平台助动”“教学推动”“研赛带动”的“四轮驱动”教学机制;深化产教融合,以培养学生创新创业能力为目标,以“双师型”建筑设计大师创新创业工作室为平台,针对学生个性化需求,进行分学期阶段、分阶段项目、分项目任务、分任务内容的分类培养,使“建筑设计”课程项目教学实现“产、教、学、研、赛、创”相互融合,为高职建筑设计类课程项目教学模式的创新与实践提供参考。

四轮独立电驱动越野车驱动力优化控制

为了充分利用四轮独立电驱动越野车各轮转矩独立可控的优势,提高越野车的牵引力和越野能力,提出了一种驱动转矩协调控制策略.根据越野车前后轴载荷预分配驱动电动机转矩,利用基于车轮滑转率-路面附着系数的极值寻求算法实现路面最优滑转率估计.采用比例-积分-微分(proportional-integral-differential, PID)控制-滑模控制(sliding mode control, SMC)和基于状态的驱动力再分配方法实现各轮驱动转矩的协调分配,抑制越野车在恶劣路面条件下的车轮打滑.通过CarSim/MATLAB联合仿真以及硬件在环(hardware-in-the-loop, HIL)测试,进行了爬陡坡、单一附着路面、对开路面及连续起伏路面工况的试验验证.结果表明:提出的控制策略能根据实际工况分配驱动轮的转矩,降低驱动轮滑转率,实现整车驱动力的优化.

基于滑模协调控制的四轮独立电驱动车辆稳定性控制研究

针对四轮独立电驱动车辆动力学特性及驱动控制策略复杂等问题,提出了基于力矩分配系数法的驱动协同控制策略,并设计了驱动力矩滑模协调控制器,配合车辆失稳判断模块计算出车辆维持稳定所需的附加横摆力矩,同时利用载荷分配方法设计了驱动力矩最优分配控制器,基于载荷分配方法将驱动力矩分配至4个车轮,以维持车辆稳定行驶。为验证驱动协同控制策略的有效性,基于CarSim软件建立四轮独立电驱动车辆模型,并将提出的驱动协同控制策略和普通滑模控制策略进行仿真对比。结果表明:驱动协同控制策略使横摆角速度偏差降低了25%,质心侧偏角偏差降低了23%,能够满足车辆稳定性控制要求,同时降低了整车驱动力矩分配控制难度。

四驱电动汽车变附着路面行驶操稳性控制研究

针对四轮驱动电动汽车行驶时路面峰值附着系数和附着利用率变化的问题,提出利用直接横摆力矩控制提高操纵稳定性的控制策略。该策略采用分层控制,上层控制器负责目标车速的追踪、滑移率调整力矩的计算、以及根据行驶危险程度实现对质心侧偏角和横摆角速度的协调控制,下层控制器包括以轮胎利用率最优为目标的分配算法及集成滑移率控制的分配算法,根据滑移率大小实时切换。Carsim-Simulink联合仿真结果表明,在对开路面行驶时,相比于转矩平均分配控制策略,该控制策略能够使车辆具有良好操稳性的同时保持各车轮处于最佳滑移率区间内,有效改善了车辆性能。

基于多胞体系统的FWID EV鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制

为了提高四轮独立驱动电动汽车(FWID EV)轨迹跟踪控制性能,针对车辆横向运动系统的不确定性与非线性问题,考虑转向执行机构的动态特性,提出了基于线性变参数(LPV)的鲁棒加权增益调度轨迹跟踪控制策略。首先利用凸分解技术将LPV系统转化为有限多胞顶点凸组合的多胞体系统,然后基于离线设计的每个多胞顶点控制器和线性组合在线计算任意时变参数对应的系统控制器参数,并利用MATLAB和CarSim进行联合仿真。结果表明:在加速变道场景下,所设计的控制器可以保证横向偏移误差不超过2 cm,横向偏移平均绝对误差不超过0.9 cm的较高跟踪精度及行驶稳定性和鲁棒性。

果树剪枝机器人四驱式底盘控制系统设计与实现

能够自主完成果树修剪任务的机器人是目前林果业智能装备的一个主要研究方向。四驱底盘是机器人的基础,其控制系统设计对机器人的性能和稳定性有至关重要的作用。对果树剪枝机器人四驱式底盘控制系统进行设计,包括控制系统硬件选型和搭建、运动路径设计、避障算法、程序设计,并进行了验证。实验结果表明,剪枝机器人底盘控制系统的半自动控制可以实现模糊避障功能,为后续果树剪枝机器人的研究提供参考。

基于“四轮驱动模式”的大学生创新能力培养模式研究与实践

立德树人是高校的根本使命。本科阶段是科研创新型人才培养的关键时期,而学科竞赛是提高本科生科研创新能力、培养创新型人才的重要环节。基于中国矿业大学力学与土木工程学院的多年实践经验,提出了以“学科竞赛+课程建设+大创项目+制度保障”四轮驱动模式的大学生创新能力培养模式,多层次、递进式地培养大学生的创新实践能力,也能够有效鼓励学生个性化发展,促使人才培养质量从“单一型、封闭型、知识灌输型”向“复合型、开放型、能力创新型”转化,真正树立起开拓创新的科学理念,最终达到“知识和技能传授”与“科研创新素质培养”并重的教学目的。

4WID高地隙自走式电动喷雾机定速巡航控制方法

针对4WID高地隙自走式电动喷雾机在复杂工况下,面对来自外部道路坡度改变及内部药液喷洒带来整备质量下降,从而导致喷雾机行驶速度稳定性差、作业质量恶化等问题,在分析4WID高地隙自走式电动喷雾机结构与纵向动力学特性基础上,设计一种定速巡航分层控制算法。控制算法模型接收用户设定的期望行驶车速,经过算法计算后对纵向动力学系统模型输入加速度控制信号,实现喷雾机对期望车速的跟踪。搭建的纵向动力学系统结构主要包括5个部分:逆纵向动力学模型、加速与制动切换模型、转矩分配模型、电机模型和纵向动力学模型。通过对斜坡行驶状态下喷雾机的车身状态进行受力分析可获得其逆纵向动力学及纵向动力学模型;同时,为建立合理的四轮转矩分配策略,在喷雾机车身同时具有俯仰及侧倾的条件下进行分析,以各驱动轮的附着率作为分配依据,满足不同工况下各车轮的最佳驱动力矩,确保喷雾机动力的均衡性。模型定速巡航控制采用分层控制方法,通过建立上层PID控制及下层的模糊PID控制实现对喷雾机车速的有效跟踪,通过制定模糊控制规则,自动对下层控制器的PID参数进行整定,保证在各种复杂工况下喷雾机定速巡航系统的良好适应性。应用Matlab/Simulink建立控制模型,对控制系统进行仿真分析。试验结果表明,在典型工况下,设计的定速巡航控制系统能够有效地对喷雾机的速度进行控制。具体而言,在系统输入外部干扰及自重变化条件下,该控制系统的表现良好,超调量在2%以内,响应时间小于0.2 s,稳态误差趋于0,验证了所采用控制算法的准确性。

四轮独立驱动汽车偏转 差动协同转向路径跟踪

为改善四轮独立驱动汽车在不同车速与路面附着系数下的路径跟踪效果,提出了偏转差动协同转向控制策略。在二自由度动力学模型的基础上,建立多点预瞄与线性二次调节(LQR)结合的前轮偏转转向路径跟踪、滑模控制与四轮转矩优化分配结合的四轮差动转向路径跟踪,采用模糊控制对偏转转向与差动转向路径跟踪的权重进行自适应分配,建立包含路径跟踪层与转角、转矩分配控制层的偏转差动协同控制策略。利用Carsim与Simulink分别建立协同转向路径跟踪与LQR偏转转向路径跟踪联合仿真平台,取车速为54、72 km/h与路面附着系数为0.3、0.8的双移线工况进行仿真得出结论:相较于LQR偏转转向路径跟踪,协同转向路径跟踪在各工况下的横向跟踪精度与稳定性均有所提高。

基于线控底盘的无人驾驶轨迹跟踪控制研究

为提高结构化工况下无人驾驶汽车轨迹跟踪的精确性,提出一种融合纵向车速跟踪控制器的预瞄轨迹跟踪控制算法。针对四轮转向的特性,基于传统纯跟踪算法设计了四轮转向纯跟踪控制模型;针对纯跟踪算法跟踪效果受车速影响较大的缺陷,设计了纵向车速跟踪控制器并采用n维插值表方式在不同曲率处设置不同车速;将四轮转向纯跟踪算法融合纵向车速跟踪控制器,以达到更好的跟踪效果。仿真与实车试验表明,试验平台可较精确地跟踪规划轨迹并平稳抵达目标终点,实车轨迹跟踪过程中最大横向误差控制在0.497m。

某纯电动适时四驱车型前置减速器断续啸叫问题分析及优化

本文针对某纯电动适时四驱车带脱开机构的前置减速器噪声,提出了“断续啸叫”概念,结合减速器结构分析了造成断续啸叫的原因,提出了减小大齿轮端面跳动公差、调整中间轴大齿轮径向安装间隙、减小同步器结合齿与齿套侧隙及大齿轮做动平衡的改善方案。最后根据各改善方案效果,结合量产工艺水平,提出了解决断续啸叫的最终方案,实车测试证明方案有效,对解决相似啸叫问题具有重要参考价值。

基于“四轮”驱动法全方位打造高素质型班组

班组作为企业的基本单元,其建设水平对企业的发展至关作用。为打造高素质型班组,某发电厂运行部一大值在管理实践中不断探索,创建并应用了“四轮”驱动法,全方位提升了值内人员素质,使得班组各项工作得到有效开展。

四驱纯电动车型加速性能优化分析

文章基于量产状态纯电动四驱车型,进行加速性能提升,以达到赛道版本车型加速目标。在整车架构基本固定的情况下,通过优化电机可用的电流上限、实际场地测试标定起步前电机扭矩上限阈值、更换半热熔轮胎、轮毂轻量化、以及热胎改善起步打滑时间的方法。在提出方案的初期通过仿真软件计算各个方案对百公里加速时间减少量,再由实车场地现场标定确认标定值,最终测试百公里加速时间缩短0.4s,可达到3.5s,在同级别纯电动车型百公里加速性能方面,达到领先水平。同时在后续开发中,为加速性能提升积累了整车子系统开发方案,并且完善了轮胎-地面模型的实测数据积累,对整车动力性能开发具有一定的借鉴意义。

高地隙四轮独立驱动喷雾机路径跟踪与防侧翻控制

基于喷雾机的运动学模型分别构建了路径跟踪控制以及防侧翻控制.上层采用的模型预测控制(MPC)根据喷雾机的当前状态以及期望路径来输出喷雾机的期望转向角以及车速,实现轨迹跟踪控制.下层控制器通过引入横向荷载转移率(LTR)作为衡量侧倾的指标来判断车辆状态是否产生侧倾,通过引入模糊控制器来对转向角进行补偿,进而控制LTR稳定在某一阈值,使喷雾机在轨迹跟踪的过程中既具有较好的控制精度又具有较好的行驶稳定性,保证喷雾机不发生侧倾.通过ADAMS/MATLAB的联合仿真结果表明:在复杂的道路条件下喷雾机采用防侧翻控制时,LTR可以控制在0.5以内,并且具有较高的轨迹跟踪精度,安全性得到了提高.

四轮驱动混合动力汽车模式切换协调控制

混合动力汽车通过发动机和电机两种动力源实现多种驱动模式,不同动力源的切换对整车动力性能和驾驶性能有着重要影响。在四轮驱动混合动力汽车的基础上,针对模式切换过程中不同动力源响应性差异造成驾驶性能变差的问题,以纯电动向混合驱动模式切换过程为研究对象,提出了以离合器、电机和发动机为控制对象的协调控制策略,通过控制离合器接合压力并结合电机定转矩补偿控制,同时对发动机转速进行PID闭环控制。台架和实车试验结果表明:该控制策略能够快速平稳地实现驱动模式切换,提高了整车驾驶性能。

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。

四驱动电动汽车坡道行驶ASR控制仿真研究

轮毂电机电动汽车驱动防滑控制能够增加车辆行驶安全性。基于汽车纵向动力学方程和运动学方程,采用UKF算法对车速和道路坡度进行联合估计。采用模糊控制的方法识别汽车当前行驶路面的利用附着系数和最优滑转率。在车速和坡度联合估计与路面识别的基础上,采用PID控制方法对四轮驱动轮毂电机电动汽车进行驱动防滑控制。利用CarSim和MATLAB/Simulink软件进行联合仿真验证。结果表明设计的算法和控制策略准确有效。

低附着下分布式驱动车辆的路径跟踪与横向稳定性控制方法

由于车辆在低附着工况(如积雪、潮湿)下跟踪性与横向稳定性的耦合关系,这使得二者之间的控制难以同时满足跟踪精度及良好的稳定性需求,因此,研究了基于分布式独立驱动电动汽车平台的路径跟踪与横向稳定性联合控制模型。对于路径跟踪问题,采用了横纵向解耦控制;对于横向跟踪控制问题,模型采用基于Frenet坐标系的模型预测控制(model predictive control,MPC)路径跟踪控制方法,并引入了转角补偿策略以提升路径跟踪的准确性;对于纵向车速控制问题,模型利用MPC求解期望加速度,并根据行驶平衡方程和保证路面附着最大利用率的条件下确定电机扭矩输出,实现对纵向车速的控制。对于横向稳定性控制问题,提出了基于稳定性增强系统(stability augmentation system,STA)的横摆力矩控制模型,在获得附加力矩后,以二次规划方法将其合理分配到各个车轮上,从而增强了车辆的横向稳定性。最后,通过CarSim/Simulink联合仿真平台,在双移线道路工况下进行了仿真验证。结果表明:在积雪路面,改进模型相比传统MPC在保证横向误差接近的条件下,最大的质心侧偏角降低了83.1%;在潮湿路面,改进模型相比传统MPC模型最大横向误差降低了52.2%,最大质心侧偏角降低了83.3%;相比于传统滑膜,本文模型在跟踪误差与质心侧偏角占优势的情况下,有效的抑制了震荡现象。通过联合控制,可以加强车辆在低附着路面的稳定性与安全性。