车辆质心侧向速度实时估计方法

介绍一种用于车辆稳定性控制系统的车辆质心侧向速度实时估计方法——综合估计法,该算法充分利用侧向速度直接积分估计法和模型估计法的优点。在给出综合估计法模型的基础上,对估计方法连续状态方程离散化,并给出闭环状态观测器反馈阵以及离散模型系数矩阵的计算方法。试验结果表明:综合估计法能充分汲取直接积分法的非线性不敏感和模型估计法无累积误差的优势。综合估计法可成功避免直接积分法和模型估计法的不足,具有较好的估计性能。

基于扩展卡尔曼滤波的汽车质心侧向速度观测器

基于HSRI轮胎模型,建立了一种简化的、适用于实时运算的非线性轮胎力估计方法。推导了四轮两自由度汽车模型动力学方程。运用扩展卡尔曼滤波方法建立了汽车质心侧向速度观测器。汽车动力学综合仿真平台的仿真结果显示,采用非线性轮胎力估计方法能显著提高估计的精度。实车试验结果表明,该观测器估计结果的准确性和运算效率能满足DSC控制的要求。

基于HSRI模型的汽车质心侧向速度估计

建立了二自由度(2DOF)四轮车辆动力学模型,并选用HSRI非线性轮胎模型,利用扩展卡尔曼滤波理论设计了汽车质心侧向速度观测器。应用Simulink与Trucksim软件进行了双移线等工况的联合仿真,结果显示估计值与Trucksim运行结果吻合。表明所建模型及观测器准确有效,可以用于后续的研究。

地铁道岔侧向速度提升和低磨耗结构设计研究

为提高地铁9号道岔侧向通过速度并降低钢轨磨耗,结合基于质点运动的基本参数法提出了6种线型设计方案,结合多体动力学仿真软件SIMPACK,研究线型优化对车辆以45 km/h速度侧逆向过岔时轮轨动态相互作用和钢轨磨耗的影响。结果表明:适当增加线型相离值能够延后曲尖轨最大磨耗点发生位置,增强道岔钢轨耐磨性,而过大的相离值会造成动能损失超限;采取直曲组合、刨切直基本轨加宽曲尖轨的方法优化线型,能够降低动能损失值,并实现低磨耗设计;对比车轮踏面磨耗前后动力学仿真结果,道岔线型6能在实现侧向允许通过速度提升的同时,保持良好的行车品质和钢轨耐磨性。

运输四足步行机动平台行走侧向速度控制仿真

侧向速度控制是机动平台在三维空间中实现快速稳定行走的基础。由于运输四足步行机动平台对角步态行走过程中存在四足腾空相,机体在上升及下降阶段所对应的虚拟刚度变化较大,传统的侧向速度控制方法无法保证机动平台侧向行走稳定性。在四足步行机动平台运动学分析及虚拟模型控制方法阐述基础上,结合SLIP运动规律的分析,对传统控制方法进行改进,分别提出了考虑腾空速度、考虑腾空速度及平均速度的对角步态侧向速度控制方法,针对理想侧向速度为0及侧向存在运动需求两种情况分别进行了仿真研究,并对结果进行对比分析。结果表明考虑腾空速度及平均速度的对角步态侧向速度控制算法误差较小,较好的满足了对侧向速度的控制需求,证明了考虑腾空速度及平均速度的控制算法的有效性。

基于模糊-PID控制的侧向速度反馈驾驶员模型研究

建立适当的汽车方向控制驾驶员模型是研究人-车-路闭环系统中驾驶人行为的重要环节之一。本文在“预瞄-跟随理论”以及“最优曲率驾驶员模型”的基础上,通过对驾驶员校正环节采用模糊-PID控制,建立了侧向速度反馈的驾驶员模型。该模型采用模糊逻辑推理的方法,在不需要知道精确传递函数的情况下直接模拟驾驶员操作过程进行控制。仿真结果表明该驾驶员模型具有较好的跟随精度,这为进一步研究车辆智能驾驶提供了可行性。

考虑测量零偏的半挂车辆侧向速度校正估算方法

为准确估算自动驾驶半挂车辆的牵引车侧向速度,提出了一种考虑传感器测量零偏的校正估算方法。在三自由度车辆动力学模型的基础上,将前轮转角、横摆角速度零偏和侧向加速度零偏等扩围到状态变量中,建立了测量零偏估计模型,考虑到动力学模型失配的影响,设计了基于运动学模型的反馈校正机制,对侧向速度和横摆角速度的估计结果进行反馈调节,利用平方根容积卡尔曼滤波算法实现该方法,并分析了估计器的可观性,最后,基于TruckSim与MATLAB/Simulink联合仿真平台进行了验证,结果表明:该方法不仅可以消除测量零偏的影响,还具有良好的收敛速度,性能明显优于未考虑测量零偏和仅考虑测量零偏的估算方法。

基于轨迹预测最优侧向加速度的驾驶员模型

为提高智能车辆行驶的主动安全性,提出了一种基于轨迹预测最优侧向加速度的驾驶员模型。假定汽车具有恒定的横摆角速度,根据当前汽车行驶姿态,采用该模型来预测汽车的轨迹;计算汽车在预瞄时间后的侧向偏差,决策出理想的方向盘转角;在双移线道路和圆形道路上的行驶工况下,仿真分析了该模型的路径跟踪效果;通过一系列实车测试,验证了该仿真模型。结果表明:汽车以54 km/h匀速行驶时,本模型仿真结果的最大跟踪侧向偏差,不超过10cm;实车结果的最大跟踪侧向偏差,不超过25cm。因而,在车辆行驶时,该模型能稳定地跟踪目标路径行驶,验证了模型的准确性。

基于联调联试的城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度值优化建议

文章以已开通运营的某城际铁路为例,通过联调联试期间数据测试与分析,提出城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度值优化建议,更深入地理解城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度与列车横向加速度之间的关系。相关成果为改进城际铁路设计、提高列车运行效率以及确保行车安全提供了重要参考,可为类似工程提供借鉴。

基于侧扫声纳图像的AUV侧向速度估计与DVL粗差检测

复杂水底环境和自主潜航器(AUV)机动会造成Doppler测速仪(DVL)速度测量结果中出现粗差,提出一种检测DVL速度粗差数据的方法。该方法利用侧扫声纳图像数据,结合SIFT特征匹配算法求取声纳图像的边缘特征点。根据声纳图像成像原理,计算出每一帧图像相对上一帧图像对应特征点像素的横向平移量;结合特征像素平移量与AUV实际横向位移的比例尺度关系以及声纳侧扫周期推算出AUV侧向速度。该侧向速度用于检测水下组合导航中DVL的速度粗差,在几十米水深的浅水区,该方法能够检测并剔除出大于0.2m/s的DVL侧向速度粗差,显著减小DVL前向速度误差。算法可实时实现,改善AUV水下组合导航性能。

地铁9号道岔侧向通过速度提升可行性研究

为提高地铁9号道岔侧向过岔能力,提出将9号道岔侧向通过速度提升至50 km/h,为此设计了5种道岔平面线型方案。基于车辆-道岔耦合动力学理论,分析不同的道岔平面线型方案对地铁车辆运行平稳性、安全性的影响。经方案比选可得:地铁9号道岔尖轨采用相离半切线型,尖轨尖端理论厚度增加至2 mm,尖轨冲击角取0.014 1 ~ 0.015 3 rad,既可提高尖轨的整体耐磨性,也可保证过岔较好的乘坐舒适性;导曲线半径采用350 m,有利于降低列车经过导曲线时未被平衡的离心加速度,提高列车过岔舒适性。

大侧向加速度下汽车驾驶员建模研究

针对线性驾驶员模型在大侧向加速度下无法较好地跟随路径的问题,提出了侧向加速度对方向盘转角增益修正和驾驶员预期轨道修正两种方法。仿真结果表明:驾驶员预期轨道修正具有较好的跟随精度,而侧向加速度对方向盘转角增益修正对路径跟随精度改善非常有限。

汽车侧向加速度软测量方法研究

针对实车侧向加速度难以测量的问题,以车辆2自由度动力学模型为基础,构建了基于自适应卡尔曼滤波器的侧向加速度软测量方法。通过仿真试验表明,软测量得到的侧向加速度与车辆的实际侧向加速度基本一致,该软测量方法能够在车辆行驶的全工况(涵盖线性区和非线性区)下对侧向加速度进行准确估计。

装备EPS汽车侧向加速度仿真分析

结合汽车线性二自由度模型,对汽车转向过程进行分析,简化了EPS系统模型,推导出了不同控制方式时装备EPS汽车侧向加速度的传递函数。在汽车转向盘角阶跃输入下,通过Matlab对汽车侧向加速度响应进行了仿真。比较了EPS在不同控制方式时侧向加速度的响应情况,分析了比例增益、微分增益、车速以及驱动力对侧向加速度响应的影响。该研究对汽车设计有一定的理论工程意义,并为今后研究开发EPS打下了基础。

车辆稳定换道时的侧向加速度分析

为保证车辆安全稳定换道,以换道时的侧向加速度为研究对象,分析车辆在换道过程中侧向加速度与车速及路面状况之间的关系。首先介绍了车辆换道试验及侧向加速度的常规取值,然后从运动学角度,根据换道轨迹的推导以及约束,给出侧向加速度随速度的变化规律,最后采用ADAMS/Car建立车辆虚拟样机模型,从动力学角度进行仿真分析,获取不同车速下的最大侧向加速度,并与理论分析结果、常规取值进行对比。结果表明:汽车换道时的侧向加速度随速度以及附着系数的增加而增加,可为智能车辆自动换道研究提供理论依据。

北京地铁!号道岔提高侧向容许通过速度的论证

随着城市人口数量的增长、人们出行频率的增加,国内各大城市地铁均提出缩小行车间隔、提高地铁运能的要求。减少发车时间间隔,加密行车间隔,必然要求提高列车的折返能力,也就是需要提高道岔侧向的容许通过速度。在对北京地铁部分既有线提高运能的研究中,对2种北京地铁常用的60 kg/m钢轨9号单开道岔的侧向容许通过速度进行分析,在确保列车安全运行的前提下,给出最大侧向通过速度,提出工程应用的注意事项和要求,为以后线路提高运能提供依据和借鉴。

浅析提高侧向过岔速度的措施

分析了影响侧向过岔速度因素,提出了提高侧向过岔速度的措施:改善道岔几何形状,改进道岔结构及材质,采用大号道岔等。

专利介绍

一种四轮分布式驱动电动车辆轮胎力矢量控制方法。申请公布号:CN 117485324A。申请公布日:2024年2月2日。申请人:吉林大学。发明人:靳立强、武伟、李英壮等。本发明介绍了一种四轮分布式驱动电动车辆轮胎力矢量控制方法,包括根据实际车速和车轮转角利用线性二自由度汽车模型计算出理想横摆角速度和质心侧偏角,通过与传感器测量的实际横摆角速度和实际质心侧偏角误差用最优控制法计算出所需附加横摆力矩,根据电机转矩和车轮转速利用比例-积分-微分(PID)控制算法,求出汽车的需求纵向力,根据汽车纵向力、侧向加速度、纵向加速度、前轮转角和横摆角速度,利用扩展卡尔曼滤波算法,求出汽车需求轮胎侧向力等,本发明通过附加横摆力矩的方式实现跟踪汽车期望横摆力矩和质心侧偏角,减小转向电机的负载,提升整车运动时的稳定性和经济性。

车辆动力学模型质心位置标定方法研究

将整车动力学试验的纵向和横向控制量输入给15自由度车辆动力学仿真模型,比较它们的侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、俯仰角等动力学响应指标与实车之间的差异。根据经验调整15自由度车辆动力学仿真模型的质心纵向和垂向位置,使仿真与实验的动力学响应指标一致,以标定出比较准确的整车质心纵向和垂向位置,为车辆运动控制提供更准确的车辆动力学模型。

基于ARM的汽车侧向行驶参数采集系统

为给车辆稳定性控制系统提供基本运动参数,设计了一种采用ARM7LPC2200为核心控制器、以MEMS惯性测量模块ADIS16355为车辆六自由度运动参数检测传感器的数据采集系统。文中首先简要介绍了汽车行驶参数数据采集系统的系统组成及LPC2200、ADIS16355传感器的工作原理,结构特点,详细介绍了汽车侧向运动参数采集系统的SPI接口设计,并对行驶过程中的侧向加速度以及横摆角速度行进实车测量。实验数据表明,采集系统工作稳定,数据可靠,达到了汽车运动参数测量的要求。