面向线控制动车辆单轮制动失效的稳定性控制

基于线控制动系统四轮可独立控制的特点,提出一种协同线控转向与线控制动的制动力实时分配的控制方法。该方法根据三轮富余制动力能否补偿失效轮损失制动力,按制动强度分为轻度、中度和重度制动3种工况,针对重度制动工况下制动力补偿不足问题,基于积分滑模控制方法设计前轮主动转向器,综合考虑单轮制动失效时各轮垂直载荷的变化和前轮转角介入后轮胎力的耦合,采用序列二次规划算法(sequental quadratic programming,SQP),实时分配剩余三轮制动力。仿真结果表明:在不同制动强度及不同轮制动失效下所提控制方法相较于无控制,横向跑偏分别减少了89.98%、91.90%、96.96%、89.62%,制动强度至少达到正常制动时的97.5%。因此,该控制方法在保证横向稳定性的同时最大限度地满足驾驶员的制动期望,有效抑制因单轮制动失效导致的车辆跑偏甩尾等问题。

线控主动四轮转向汽车控制策略研究

目的针对线控四轮转向汽车横向稳定性不足及控制鲁棒性差等问题,提出一种主动转向反馈控制策略。方法使用Simulink搭建线控转向系统转向执行机构动力学模型,将MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真,建立线控四轮转向整车模型;基于二自由度模型分析横摆角速度和质心侧偏角对汽车稳定性的影响,推导理想的横摆角速度和质心侧偏角;以横摆角速度增益恒定为依据设计理想传动比,得到期望前轮转角,以横摆角速度误差为控制量设计模糊控制器得到附加前轮转角对期望转角实时修正,实现前轮主动转向;针对横摆角速度和质心侧偏角与理想值之间的误差,加权得到稳定性控制目标;设计自适应积分滑模反馈控制策略输出后轮转角,对理想值进行跟踪,实现后轮主动转向。结果仿真实验结果表明:所搭建的线控转向系统能够准确反映汽车动力学特性。相比无控制的机械前轮转向汽车与横摆反馈控制的四轮转向汽车,线控主动四轮转向汽车在双移线工况下将质心侧偏角控制在0值附近波动,横摆角速度跟踪误差控制在1.149 deg/s以内;在角阶跃工况下将质心侧偏角稳态值控制在0.065 deg,横摆角速度稳态值误差为0.074 deg/s。结论线控主动四轮转向控制策略在双移线和角阶跃工况下控制效果显著,鲁棒性能好,能有效提高汽车的操纵稳定性和主动安全性。

Blended Regenerative Anti-Lock Braking System and Electronic Wedge Brake Coordinate Control Ensuring Maximal Energy Recovery and Stability of All-Wheel-Motor-Drive Electric Vehicles

ABS is an active safety system which showed a valuable contribution to vehicle safety and stability since it was first introduced. Recently, EVs with in-wheel-motors have drawn increasing attention owing to their greatest advantages. Wheels torques are precisely and swiftly controlled thanks to electric motors and their advanced driving techniques. In this paper, a regenerative-ABS control RABS is proposed for all-in-wheel-motors-drive EVs. The RABS is realized as a pure electronic braking system called brake-by-wire. A coordination strategy is suggested to control RABS compromising three layers. First, wheels slip control takes place, and braking torque is calculated in the higher layer. In the coordinate interlayer, torque is allocated between actuators ensuring maximal energy recovery and vehicle stability. While in the lower layer, actuator control is performed. The RABS effectiveness is validated on a 3-DOF EVSimulink model through two straight-line braking manoeuvres with low and high initial speeds of 50 km/h and 150 km/h, respectively. Both regular and emergency braking manoeuvres are considered with ABS enabled and disabled for comparison. Simulation results showed the high performance of the proposed RABS control in terms of vehicle stability, brake response, stopping distance, and battery re-charging.

基于KFESO的四轮主动转向积分滑模控制

为消除参数不确定和外部不确定扰动对四轮转向车辆操纵稳定性的影响,提出了一种基于卡尔曼扩张状态观测器的四轮主动转向非线性积分滑模控制(KFESO-ISMC)方法。首先设计了一种卡尔曼扩张状态观测器(KFESO),实现了车辆状态观测以及外部扰动估计,克服了传统卡尔曼滤波算法对模型参数精度的依赖的缺点。其次为降低外部扰动引起的车辆状态的跟踪误差,将KFESO观测的系统总扰动补偿到控制输入;并为实现全局鲁棒控制和抑制积分饱和现象,设计了四轮主动转向非线性积分滑模控制方法。最后,硬件在环试验结果表明:在存在内外部不确定扰动情况下,KFESO观测器具有较高的观测精度;在四轮主动转向操纵稳定性的控制方面,KFESOISMC方法相比LQR和ISMC方法具优良的抗扰性能。

基于滑模理论的线控转向汽车稳定性控制研究

为了提高汽车转向时的稳定性与安全性,在理想传动比前馈控制的基础上,设计了综合考虑横摆角速度和质心侧偏角的主动转向控制器。主动转向控制器根据状态参数实际值与理想值之间的误差,经过自适应滑模控制器计算出独立于驾驶员的额外附加转角,以对前轮转角进行补偿,使得汽车的实际响应跟随理想值,以改善汽车的稳定性。最后,在Matlab/Simulink软件和Carsim软件中建立了线控转向联合仿真模型,分别在双移线、正弦输入以及高、低路面附着系数工况下对设计的主动转向控制器进行试验,结果表明,主动转向控制器明显减小了横摆角速度和质心侧偏角2个参数的实际值与理想值之间的误差,提高了汽车转向时的稳定性。

引起电梯曳引钢丝绳与曳引轮失效的原因解析

随着我国经济社会的不断发展,城市化进程的不断加快,城市中高层、超高层建筑项目日益增多,规模越来越大,电梯作为高层建筑中缺一不可的交通运输设备,在人们的日常生活和工作中发挥了重要作用,因此,在电梯使用过程中应保证电梯的安全运行性能,规避电梯安全事故风险。

一则曳引轮槽磨损的原因分析

电梯作为现在高层的主要运输工具,钢丝绳和曳引轮的磨损直接影响人员乘梯的舒适度及运行安全性,其磨损将引起电梯产生噪声和振动,严重影响电梯的使用寿命。曳引轮与悬挂钢丝绳间的摩擦磨损是影响电梯运行安全和寿命的重要因素。下面针对一则检验案例,从曳引轮与曳引绳的摩擦磨损出发,剖析曳引轮磨损的原因,提出了改善电梯运行安全,延长使用寿命的方法,并提出了相应的整改措施。

线控转向前轮转角跟踪控制策略的对比研究

为在有限时间内对线控转向执行系统的转角进行精确跟踪,提出了一种快速终端滑膜控制(FTSM)对前轮转角进行跟踪控制的方法,并验证了该控制器的稳定性。在Simulink中搭建转向系统仿真模型,以该模型替换Carsim软件自带的机械转向系统,搭建出线控转向系统联合仿真模型。并将PID控制、滑膜控制(SMC)、非奇异终端滑膜控制(NTSM)与快速终端滑模控制(FTSM)策略对前轮转角的跟踪效果对比。在仿真实验中,FTSM控制下的前轮转角在梯形工况下和双纽线工况下有最好的控制效果,能够满足线控转向车辆的性能要求。

线缆生产设备专用铝合金导轮研制及应用

针对3种不同工艺制备的Φ290×28卧式收线机导轮的材料成分、力学性能和组织性能的测试、生产周期、生产成本及导轮的应用情况等分析,发现定制的6061铝合金材料主要化学成分为1.12%Mg、0.71%Si、0.11%Cu、1.25%Zn及96.34%Al,1.25%Zn使铝合金冲压成形性能有较大改善。精密锻造工艺制备的导轮硬度为124HV,抗拉强度为325MPa,延伸率为14.25%,应变达到14.8%时材料才发生断裂,组织结构均匀致密,无疏松多孔缺陷。与利用铝棒进行机械切削加工和铸造成型切削制备导轮的两种工艺相比,导轮的硬度、抗拉强度、韧性、组织性能大幅度提升,导轮机械综合力学性能好,外观美观光洁度好,动平衡性好,整体质量好,而且生产成本下降50%以上,使用寿命长。可见,利用模具精密锻造铝轮胚体快速成型,经T6热处理和表面强化制备导轮工艺为最佳导轮生产工艺。

曳引钢丝绳安全系数对汽车电梯曳引轮选择的影响分析

对曳引钢丝绳安全系数与曳引轮、钢丝绳盘之间的关系进行了理论推导和仿真分析。通过数值仿真得到3种不同安全系数的情况下,曳引轮所受扭矩的大小以及钢丝绳盘的变形量。采用有限元软件ANSYS建立了汽车电梯曳引绳系统的模型,通过改变钢丝绳安全系数来研究钢丝绳安全系数对曳引轮选择的影响,为实际设计提供一定的参考。

轮式拖拉机线性转向系统功能优化设计

轮式拖拉机是农业机械化过程中不可或缺的动力设备,其转向系统对于提升驾驶操作性能和降低驾驶员的疲劳强度至关重要。全液压转向系统为轮式拖拉机的主流配置,线控全液压转向系统是未来发展方向。本文分析了机械转向系统、液压转向系统的结构、原理,指出了它们的不足,然后对线控全液压转向系统进行了总体设计、原理分析,分别对其机械系统、电子控制系统、液压控制系统进行了简单的设计、选型。本次设计特别采用比例溢流阀、电液伺服阀,使拖拉机线控转向系统既能实现转向轻便、具有良好路面感知、方便零部件布置,又能保证拖拉机在各种转向条件下的转向需求。

轮式工程车辆线控转向系统设计浅析

轮式工程车辆在工程机械领域具有广泛的应用,文章以轮式工程车辆转向系统为研究对象,论述了传统轮式工程车辆机械液压助力转向和全液压转向两种主要形式转向系统的组成及适用工程作业场景。结合当前轮式工程车辆线控转向系统的技术规划和愿景,论述了线控铰接复合转向技术、多轮独立线控转向技术两种典型技术应用方向,并基于技术背景下的发展难点,聚焦论述实现具有良好性能的转向系统所需攻关的路感模拟技术、故障诊断及容错控制技术、变传动比控制技术三大关键技术。

汽车机械系统对路感模拟的影响

随着汽车工业水平的不断发展,汽车各子系统的线控化趋势日趋明显,如何模拟传统机械连接式转向系统产生的路感成为线控转向系统研究的重要课题之一。通过分析阐述传统机械连接式转向系统的组成及工作过程,深入梳理其路感的产生原理,并以小型乘用车为例,研究了悬架系统、制动系统、动力系统在工作状态下对路感可能的影响。最后根据分析结果,结合线控转向系统数据的分析与采集,探讨了路感模拟的可行性方法,以期为后续研究提供一定参考与借鉴。

汽车线控转向系统电机冗余控制研究

针对电动汽车线控转向系统转向执行电机使用过程中位置传感器失效的问题,提出一种永磁同步电机无位置传感器冗余控制方法。文章选用内置式永磁同步电机作为线控转向系统的转向执行电机,首先对永磁同步电机的数学模型进行建模分析,其次利用电机转子的凸极特性,采用高频电压信号注入法获取电机转子的位置信息并进行解耦,从而实现电机的无位置传感器控制,最后在Matlab/Simulink软件中对搭建的电机控制模型进行仿真实验,证明控制策略的可行性。

AFS四轮线控驱动转向稳定性控制技术

提出基于AFS的四轮线控驱动转向稳定性控制技术,提高四轮线控驱动车辆的稳定性。信号调理层通过建立线性二自由度期望模型得出四轮线控驱动车辆转向的横摆角速度与质心侧偏角的理想值;集成控制层以二者与实际值的偏差判断四轮线控驱动车辆的稳定状态,利用滑模控制(SMC)实现主动前轮转角(AFS)的控制,维持四轮线控驱动的稳定性,同时利用模型预测控制(MPC)实现横摆力矩(DYC)控制,控制分配层通过驱动力分配器将集成控制层获取的横摆力矩分配给各车轮;执行层以此为基础结合集成控制层得出前轮附加转角值,驱动车辆稳定运行。实验表明:该方法可以降低四轮线控车辆的滑移率;将驱动力经由分配器分配给各车轮,以保证驱动车辆稳定运行;当四轮线控驱动车辆以低速或高速行驶时,均可有效控制四轮线控车辆的稳定性。

矿井提升机钢丝绳更换工艺研究与工程应用

针对晋能控股煤业集团同发东周窑煤业有限公司(以下简称“东周窑煤矿”)副立井JKMD3.25×4(I)型矿井提升机钢丝绳更换采用传统工艺存在的效率较低、工艺较复杂、安全系数不高等问题,研究了传统人工换绳工艺和机械式换绳工艺各自特点,并详细介绍了机械换绳法施工工艺流程。通过对比分析2种工艺在矿井提升机钢丝绳更换产生的安全效益、技术效益、经济效益和社会效益等差异,东周窑煤矿决定将传统换绳法优化改进为机械换绳法。实际应用表明,采用机械式换绳工艺有力提升了东周窑煤矿副立井提升机钢丝绳的更换效率,矿井在安全效益、技术效益、经济效益和社会效益方面显著,对同类型矿井提升机钢丝绳更换具有一定借鉴意义。

基于线控四轮转向系统的车辆横向控制策略

线控四轮转向系统具备既可以提高车辆低速行驶的灵活性又可以保证高速行驶的稳定性的优点。针对车辆参数时变特性和环境的随机扰动降低了线控四轮转向系统性能的问题,提出一种自适应滑模控制策略来提高车辆的横向稳定性和轨迹跟踪能力。首先建立多自由度车辆横向动力学模型及理想的横向响应参考模型;然后考虑车辆模型的非线性,采用扩展卡尔曼滤波和改进积分法融合的方法观测车辆的质心侧偏角,以前后轴刚度作为自适应参数,采用自适应滑模控制策略降低参数时变和环境扰动的影响,达到提高参考模型跟踪性能的目的;最终以驾驶员模型进行Carsim/Simulink联合仿真。仿真结果表明所提出的线控四轮转向横向控制策略能够降低横向跟踪偏差及减小质心侧偏角的峰值。

多分裂导线过轮临锚绳制作专用托架研制与应用

电力网容量扩充、塔架拔高、“三跨”区间、管线开口式交叠以及灾害紧急维修计划,需要对现有的传输线进行分段改造。在直立塔吊挂时采用过轮临锚是很常见的施工方法。在传统的施工过程中,需要拆掉导线中间的隔板,将悬挂装置换成拉杆滑轮,工程工艺比较繁杂、建设周期较长、拆卸和装配方法不一致。为了在不更换伸缩滑轮、不卸载间隔条的条件下,设计出直线型塔吊挂过轮临锚,考虑到非均匀的导线分裂,参考多分裂导线子线分裂节距,开发多分裂导线过轮临锚绳用于特制支架,取代以往的过轮临锚定方法,在确保性能稳定的基础上提高了建设效率,减少了技术周期,实现了工艺的标准化和一致性。

斗轮机有线/无线双冗余通讯控制系统研究

基于火电厂智慧燃料系统的发展需求和斗轮机自动化控制的发展趋势,开展了因斗轮机有线通讯控制信号误传、中断,而引发的斗轮机运行故障等问题的研究。文章以斗轮机通讯控制系统为研究对象,通过分析有线通讯异常原因,综合现代无线通讯信息传输技术,建立了斗轮机有线与无线双冗余通讯控制系统,保证了斗轮机运行生产过程的安全稳定性,为智慧燃料系统提供了基础保障。

卷扬式启闭机卷筒绳槽旋向反向的补救措施

文章结合武都引水第二期金峰水库工程1×400 kN-35 m双向门机起升机构因卷筒绳槽旋向反向,导致缠绕钢丝绳引起的动滑轮下降时钢丝绳与水工吊物孔边缘干涉的问题,通过在卷筒下方增设钢丝绳托辊装置缩小上下游钢丝绳间距进行补救。经现场按补救方案实施处理后,启闭机动滑轮上的钢丝绳间距被强行缩小,动滑轮进入吊物孔后其钢丝绳不再与吊物孔口边干涉,起升机构起吊荷载能力不受影响,升降运行正常。经运行证明:带导向轮的钢丝绳托辊装置可限制钢丝绳的空间开度,利用该设计原理可为工程建设中需调整或控制钢丝绳位置的场所提供借鉴。