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。

基于变传动比的线控转向前轮转角控制

提出一种基于混合智能变传动比技术的前轮转角控制算法;分析了车辆转向性能和转向稳定性的影响因素,利用模糊神经网络设计以控制车辆转向性能为重点的传动比控制器,利用直线拟合方法设计以转向稳定性为重点的传动比控制器,然后应用模糊软切换技术对两传动比进行切换融合,最终得出兼顾转向性能和转向稳定性的恰当总传动比;利用该传动比直接控制前轮转角,并将控制策略进行仿真实验;实验结果表明总传动比不仅在数值范围和曲线形状上更接近理想传动比,而且将对应的峰值速度控制在110km/h左右,优于其他两个分传动比的控制效果;用该传动比控制的整车稳定性和前轮路径跟踪能力较好,可见整个控制策略的有效性。

基于模糊PID线控转向系统前轮转角控制

转向系统是乘用车的重要性能指标之一,它关系到整车的操纵稳定性以及舒适性.通过对乘用车线控转向系统结构、原理进行分析,建立了基于Simulink与CarSim的汽车线控转向系统联合仿真模型,将模糊理论应用到前轮转角控制策略中,并在整车动力学模型的基础上,设计模糊PID控制器,用于前轮转角控制.仿真结果表明:汽车低速行驶时,较小方向盘转角能实现较大的前轮转角变化,其传动比较小,驾驶员转向轻便;而高速行驶时,需要较大的方向盘转角实现前轮转角变化,传动比较大,可有效防止汽车高速抖动,提高汽车操纵的稳定性.

前轮转角和车轮制动状态对汽车轨迹模拟的影响

对于碰撞后失去动力的汽车,建立其运动轨迹的计算机模型需要碰撞后汽车的初始速度和前轮转角、制动情况等初始值作为轨迹模型的输入参数,以便观察碰撞发生后的汽车运动情况。分析了碰撞后汽车车轮的受力情况,给出不同初始值情况下的轨迹模拟模型。分析结果得出,车轮在自由状态下,前轮的转角对汽车的运动距离有较大影响;当前轮转角为零时,汽车的质心运动几乎为一条直线;当车轮未完全抱死且前轮转角不为零时,汽车的质心运动为一条曲线。

线控转向车辆前轮转角控制算法研究

本文以线性二自由度车辆模型为基础,以中性转向时的横摆角速度作为控制目标,提出了两种线控转向车辆前轮转角控制算法。

线控转向车辆前轮转角控制算法研究

以线性二自由度车辆模型为基础,以中性转向时的横摆角速度作为控制目标,提出了两种线控转向车辆前轮转角控制算法,即前馈补偿控制算法和横摆角速度反馈控制算法,并通过仿真试验对两种控制算法进行了研究。

汽车主动转向附加前轮转角控制的研究

随着汽车电子技术的发展,主动前轮转向系统作为一项新技术越来越受到人们的关注。提出了一种前轮转角反馈控制方法,首先,建立了汽车动力学模型和AFS模型,然后设计主动前轮转向附近前轮转角控制框图,利用Matlab/Simulink软件进行前轮转向角和附加前轮转角的仿真,从而实现附加前轮转角控制。结果表明:低速时,改善了车辆的转向灵活性;高速时,通过附加的前轮转角控制,能提高车辆转向的操作稳定性。

线控转向系统前轮转角控制仿真研究

针对汽车线控转向车辆,以线性二自由度车辆模型为基础,以稳态转向时的横摆角速度作为控制目标,研究了基于控制器参数优化的固定转向灵敏度型横摆角速度反馈控制算法。结果表明,随车速变化,在改变转向比和控制器参数的条件下,车辆横摆角速度能较好地跟随稳态时的横摆角速度。高速时,与相同前轮转角没有反馈控制的车辆相比,最大超调量减少,调整时间减少。

线控转向前轮转角控制策略研究

针对线控转向技术中汽车高速转向的稳定性问题,采用基于理想传动比的前馈和基于状态跟踪的反馈补偿的控制策略对前轮转角进行了研究,以确定不同车速下的最佳前轮转角,实现车辆的安全转向。前馈控制中理想传动比是采用分割速度区间的方法确定,反馈补偿控制是采用以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量的线性二次最优控制,并运用虚拟样机技术,在高速、低附着路面工况下进行联合仿真,验证了控制策略的可行性和稳定性。

由前轮转角及车速确定的前轮转向阻力矩的研究

在汽车电动转向系统转向时,需要控制电机的输出转矩来克服前轮转向阻力矩,为了确定电机的输出转矩,对前轮转向阻力矩进行了研究。通过建立右前轮转向模型和整车二自由度模型,求出前轮转向阻力矩与前轮转角及车速的数学关系式。

车速与前轮转角的极限关系分析

针对车辆行驶时前方突然出现障碍物,车辆紧急转向避撞的工况,为保证车辆安全稳定,分析车辆转向过程中车速与前轮转角间的极限关系。首先对最大侧向加速度法以及最小总方差法进行理论分析,通过具体实例对两种方法进行比较。然后采用ADAMS/CAR建立车辆虚拟样机模型,对其进行角阶跃动力学仿真,在保证车辆转向稳定的条件下,获取车速与前轮转角间的极限关系,并与理论分析进行比较,得出三种方法的优缺点以及适用情况,为先进驾驶辅助系统或无人驾驶提供理论依据。

拖拉机前轮转角自动控制系统设计

为减少对人工驾驶的依赖和提高作业质量、实现拖拉机自动转向,提出一种基于IMC-PID的拖拉机前轮转角自动控制系统,阐述系统整体结构,介绍系统的组成、工作原理和硬件设计方案。通过分析拖拉机自动转向系统的需求和整体控制策略,基于转向系统模型设计拖拉机前轮转角控制器,详细阐述IMC-PID转角控制算法的设计过程,应用Matlab/Simulink工具箱搭建仿真模型验证算法的可行性,并结合双力704型拖拉机进行实车试验。仿真试验和实测结果表明:所设计的控制系统信号跟踪的最大误差为1°,平均误差为0.4°,响应时间小于0.2 s;在模型误差20%时,系统仍保持良好的跟踪性能和抗扰动性。研究表明:前轮转角自动控制系统具有较好的动态响应和良好的跟踪效果,能基本满足田间导航的作业需求。

汽车内、外前轮转角关系的试验研究

对11种不同类型汽车的内、外前轮转角关系进行了测量和分析,提出了计算汽车目标内、外前轮转角关系的新公式,需要的参数包括前轮距(或左、右主销延长线与地面交点之间的距离)、轴距和平均百分比阿克曼校正率。基于试验结果,得出了上述汽车的实际平均百分比阿克曼校正率及其统计结果,可以为选择适当的平均百分比阿克曼校正率提供参考。

基于前轮转角约束自适应模型预测控制的路径跟踪研究

针对在车辆行驶中较小的前轮转角无法充分利用路面附着能力,较大的前轮转角使得车辆的行驶稳定性差的问题,文章提出了一种前轮转角约束自适应模型预测方法。首先建立车辆的动力学模型,然后通过计算得到轮胎纵向力,最终得到车辆的前轮转角。将车辆的状态量与前轮转角自适应约束条件输入给模型预测控制器,输出车辆的前轮转角,实现对参考路径的跟踪。在Carsim和MATLAB平台上联合仿真,仿真结果表明前轮转角约束自适应模型预测控制的车辆相比固定转角约束的车辆具有较好的跟踪能力和稳定性。

自动泊车前轮转角闭环的分层控制方案

为提高自动泊车系统中控制器的抗扰动能力,优化控制律执行效果,提出了前轮转角闭环的分层控制方案.设计了以行驶距离为非时间参考量的fal函数非光滑控制律,输出前轮转角控制量.以阿克曼转向模型为基础,建立了前轮转角观测器,并使用模糊滑模控制器实现前轮转角闭环的横向控制.搭建Carsim/Simulink联合仿真系统,在典型泊车场景下验证所设计控制器的有效性、跟踪效果及鲁棒性.使用实车测试平台开展了试验.结果表明:所设计的前轮转角闭环分层控制方案能够快速准确地跟踪目标路径,提高了泊车系统的横向控制精度,并在未知转向非线性扰动下也具有良好的跟踪控制效果.

主动前轮转向控制特性研究

【目的】对主动前轮转向控制系统展开研究,改善汽车的转向性能及安全性能。【方法】使用Simulink建立车辆理想二自由度模型,基于滑模控制理论搭建主动前轮转向系统,并通过Simulink与Carsim的联合仿真环境进行车速分别为40 km/h、80 km/h、120 km/h,地面附着系数为0.8的控制器效果仿真实验。【结果】主动前轮转向控制器提供的附加前轮转角可使实际横摆角速度紧密跟随理想横摆角速度,且无明显抖振。【结论】主动前轮转向控制器对于提升车辆稳定性有重要意义,可为AFSS控制器的开发提供一定的理论指导。

基于转角补偿的智能车辆循迹控制系统

文中提出了一种转角补偿智能车辆循迹控制系统。系统由纯追踪控制器和转角补偿控制器组成。 PP 控制器直接控制车辆跟踪路径;转角补偿控制器基于 PI 控制理论,综合考虑行驶偏差及道路曲率进行转向角补偿,其参数采用模糊控制理论实现自适应调节,进一步改善系统跟踪性能。仿真和试验结果表明:较于传统 PP 循迹系统,该系统在不同车速下横向偏差峰值降低了50%以上,方向偏差峰值降低了 20%以上,路径跟踪性能显著提升。

基于自动导航技术的小型履带拖拉机虚拟转角研究

自动导航系统主要以四轮拖拉机前轮转角和速度为控制和反馈变量,不能直接在小型履带拖拉机上进行改装。以小型履带拖拉机为研究对象,分析履带拖拉机的转向原理和控制机制,分析虚拟前轮转角和拖拉机的前进速度、转弯半径的关系,设计在履带驱动轮安装转速传感器,提出用平均单侧速度平均速度差表示两侧速度差的方法,将履带拖拉机的曲线转向过程分解为直线行驶和转向两个过程,通过对圆形目标路径进行转弯仿真,该方法效果有效。

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。

基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制

针对汽车在高速行驶过程中突然爆胎极易引发严重交通事故的问题,文章提出一种基于预瞄时间自适应的爆胎车辆横向控制方法。在单点预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法,通过预测未来一段时间内不同预瞄时间的车辆运行状况,将道路边界约束添加为约束条件设计优化函数,选取合适的预瞄时间,提高车辆的行驶稳定性;采用滑模控制理论设计主动转向控制器,根据爆胎前、后横摆角速度偏差对车辆前轮转角进行补偿,以解决爆胎导致的车辆横向偏航问题。在CarSim与Simulink联合仿真平台下进行的仿真验证结果表明,该文提出的控制方法可以使爆胎车辆基本保持在原路径上行驶,有效提高了车辆的稳定性和安全性。