基于DRL的四轮独立驱动电动车辆的侧向车速估计

为精确估计车辆行驶状态,提出了一种四轮独立驱动电动车辆侧向车速估计方法。基于深度强化学习(DRL)范式,设计了侧向车速估计方法的架构;基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法,设计了DRL智能体;采用循环神经网络,搭建了DDPG算法中的Actor网络和Critic网络。基于设计的奖励函数和训练场景,借助Matlab/Simulink软件,完成了算法的实现和训练;并通过在车辆双车道变换等实际行驶工况的仿真,进行了验证。结果表明:在经过了630次的学习训练之后,与扩展Kalman滤波方法相比,本文方法的估计精度提升40%。因而,本文方法能够在常用行驶工况中对车辆侧向车速进行估计。

四轮独立驱动与转向电动车辆运动控制系统及控制策略研究

介绍了一种四轮独立驱动与转向(Four-Wheel Independent Driving and Steering,4WIS-4WID)电动车辆的结构和原理,对其电子操纵系统进行了设计,在此基础上构建了一种基于CAN总线的车辆运动网络控制系统。该电动车辆具有全轮转向、前(后)轮转向、平行移动、原地转向等多种转向模式,分别对这些运动转向模式进行运动学建模。在控制策略上提出了一种分布式"位置—速度"双环反馈控制策略,各车轮转向角同时调节,车轮运动动态跟踪性能良好,车辆满足实时运动学要求。最后通过实车试验验证了网络控制系统结构和控制策略的有效性。

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。

四轮独立驱动电动车的ABS控制方法

为实现四轮独立驱动电动车制动防抱系统(ABS)控制,提出了基于4台无刷直流轮毂电机的控制方案,通过对电机驱动理论及传统ABS系统进行分析,设计了基于单片机(PIC)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的电动车控制器。采用四轮独立驱动方式,提出了开、闭环控制策略,给出了电动车参考车速和实际车速的计算方法,进行了纯电动ABS控制方法研究。对配有4台700W轮毂电机的电动样车进行仿真和实验的结果表明,电动车控制器设计合理,系统具有良好的动态性能;ABS系统控制策略正确,能够满足四轮独立驱动电动车的制动要求。

基于效率优化的四轮独立驱动电动车转矩分配

对某款四轮独立驱动电动汽车转矩分配控制策略对车辆经济性影响进行研究,基于理论与试验数据,建立关键零部件数学模型及整车能耗的MATLAB/Simulink仿真计算模型.以降低系统能耗为目标,提出一种基于驱传动系统效率优化的转矩分配控制策略,得到转矩分配系数MAP图,从而避免了在线计算的时效性问题.不同行驶工况下的仿真结果表明,与固定比例的转矩分配方法相比,基于转矩分配优化算法的系统能耗可降低约5%.

四轮独立转向-独立驱动电动车主动避障路径规划与跟踪控制

四轮独立转向-独立驱动电动车(4WIS-4WID EV)具有低速机动性强、高速稳定性好的特点,是一种理想的智能车构型。本文中针对4WIS-4WID EV进行了主动避障系统的设计,主要包括避障路径规划和跟踪控制。首先基于车辆运动学模型,提出了采用七次多项式的避障路径规划算法;然后基于简化2自由度车辆动力学模型,设计了模型预测路径跟踪控制器;为提高车辆主动避障过程中的操纵稳定性,路径跟踪控制算法采用四轮转向与直接横摆力矩控制技术。通过不同附着系数路面工况与侧风扰动工况仿真,验证了所设计的主动避障系统具有良好的避障能力和鲁棒性。

四轮独立驱动电动汽车轨迹跟踪及稳定性协调控制

针对紧急避障轨迹跟踪和车辆稳定性多目标控制问题,以四轮独立驱动智能电动汽车为研究对象,提出一种分层结构的轨迹跟踪及稳定性控制方法,上层控制器采用线性时变模型预测控制(LTV MPC)生成期望前轮转角和附加横摆力矩,并通过PID速度跟踪将车速变化考虑到模型预测优化求解中生成总需求转矩,下层控制器采用二次规划将上层计算的广义力最优分配给四个车轮。其中,预测模型为8自由度车辆模型,被控对象为14自由度车辆模型,并建立联合工况刷子轮胎模型。不同车速,路面附着条件以及有无稳定性控制的双移线工况仿真结果表明,所提控制方法具有较好的鲁棒性和轨迹跟踪性能,极限工况下在保证车辆稳定性的同时提高了轨迹跟踪精度。

基于复合神经网络模型的四轮独立驱动电动车控制

针对四轮独立驱动电动车的运动控制 ,提出了一种基于Ackerman转向模型和神经网络方法的复合模型 ,用于对各个车轮转速进行仿真和控制。这种复合模型的特点是结构非常精简 ,其参数可用实际整车数据来直接整定 。

一种新的四轮独立转向独立驱动的电动车建模

根据刚体力学原理,利用试验车实际参数,提出一种基于矢量空间的四轮独立转向、四轮独立驱动的电动车建模方法.在相同的方向盘输入和电油门输入的情况下,分别采集模型仿真与实车实验输出的速度、横摆角速度、质心侧偏角数据,通过2组数据的比较验证了数学模型的准确性.利用建立的数学模型,分析高速状态下后轮转角对电动车的质心侧偏角和横摆角速度的影响.从试验结果可以看出,实施对后轮转角的控制可以有效改变电动车的质心侧偏角特性和横摆特性.

四轮独立驱动电动车主控制器设计与实现

介绍了基于英飞凌16位微控制器XC164CS的四轮独立驱动电动车主控制器的软硬件设计.实现了基于Ackermann和Jeantand转向模型的电子差速算法仿真,其仿真结果以及在车辆模型上的运行结果均表明该算法的正确性和合理性,尤其适合于车辆的中低速运行控制.

四轮独立驱动电动车转向助力模糊控制方法研究

为了提高四轮独立驱动(4WID)电动车的转向轻便性,采用模糊控制方法对转向轮的力矩分配进行研究。通过对4WID电动车的转向和助力过程进行分析和标定,设计了以转向盘转角和转角变化率作为输入语言,左、右转向轮力矩差作为输出语言的前轮转向力矩分配模糊控制器,并利用双纽线实车试验对该方法进行验证。结果表明,车辆转向时转向轮力矩和滑动率得到有效控制,转向盘转矩减小,达到了助力转向的效果。

FlexRay通信网络在四轮独立驱动电动车控制系统的应用

为了满足人们对于汽车的各种功能性要求,现代汽车内部电子控制单元的数量逐渐增加,传统的车载网络已经难以满足需求,出现车内连线复杂、通信速率过慢、安全性不高等多种问题。而FlexRay通信网络以其安全性较高、通信速率较快等优势引起人们的广泛重视和研究,将其作为通信网络用于四轮独立驱动电动车控制系统,可以解决目前车载网络中存在的一些问题,例如带宽不足、通信速率慢等。该文针对FlexRay通信网络在四轮独立驱动电动车控制系统中的应用进行研究,介绍了FlexRay通信网络架构,并进行了FlexRay通信网络仿真,验证了其可靠性和可应用性。

四轮独立驱动电动车自适应巡航滑模控制

为实现四轮独立驱动电动汽车的自适应巡航功能,采用基于趋近律的滑模控制理论设计了自适应巡航控制系统。上位控制器以实际车距与期望车距的偏差作为输入,采用滑模控制律获得主车期望加速度,然后将期望加速度作为下位控制器的输入,计算出电机期望转矩,用于实现自适应巡航控制。在CarSim中建立电动汽车整车模型,并与Simulink进行联合仿真。仿真结果表明,在前车匀速、加速、减速等直线行驶工况以及曲率较大的弯道行驶工况下,提出的自适应巡航控制方法均能够使主车具有良好的跟踪能力。

四轮独立驱动电动车抗侧向干扰的研究

针对研制的四轮独立驱动电动样车(简称4WIDEV),建立了存在侧向力干扰时的动力学模型,给出了跑偏量计算公式。在样车质心前后施加侧向干扰力,进行直线行驶试验,揭示出四轮等转矩驱动时,跑偏方向与侧向干扰力矩方向相同,跑偏量随侧向干扰力矩增加而增大;等量增减左右两侧车轮驱动力,可以有效抵抗侧向力干扰的影响。运用Adams软件进行了运动仿真,为实际运用提供参考。

四轮独立驱动电动车抗侧向干扰研究

针对研制的四轮独立驱动电动车,进行直线行驶试验。通过在车辆左右两侧车轮等量增减驱动力,产生回正力矩来抵抗侧向力矩。在道路试验的基础上,运用Adams软件进行了运动仿真,为实际运用提供一定参考。

四轮独立驱动电动车再生制动与ABS协调控制研究

以提高四轮独立驱动电动汽车的续驶里程为目标,基于电机特性和再生制动原理,提出了一种协调再生制动与ABS的控制方法。分析两轴车再生制动分配原理,设计了一种基于制动强度的再生制动控制策略;将电液复合制动控制方法与基于滑移率变化的ABS控制方法相结合,制定了基于稳定性的再生制动与ABS协调控制策略,充分发挥电机制动优势,回收更多制动能量。同时在CarSim和Matlab/Simulink联合仿真平台进行仿真验证。仿真结果表明:制定的协调控制方法可合理分配前后轴制动力,缩短制动距离,保证较好的制动能量回馈效果。

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.

四轮独立驱动电动车控制系统FlexRay通信网络的设计与实现

四轮独立驱动电动汽车控制系统对通信确定性有更高的要求。基于汽车总线开发V模式流程,从四轮独立驱动控制系统通信需求出发,设计其FlexRay通信网络;采用Network Designer生成网络数据库,导入到CANoe.FlexRay软件对网络进行了全仿真、半实物仿真,验证了所设计的FlexRay通信网络的协议参数的正确性,最后将该网络用于样车中;实验结果表明,所设计的FlexRay通信网络完全可用于四轮独立驱动电动车控制系统,具有较高的可靠性、确定性及实时性,能够满足控制系统的通信需求。

无人驾驶四轮独立驱动电动车稳定性控制研究

针对无人驾驶四轮独立驱动电动车在轨迹跟踪稳定性问题,研究了一种综合制动防抱死ABS、驱动防滑TCS和横摆控制YSC的稳定性控制策略。给出了整车控制逻辑,应用MATLAB/Simulink与CarSim软件建立仿真模型,分别设计ABS、TCS和YSC的控制策略,选定典型工况进行了控制策略验证。验证结果表明:控制策略能够同时保证无人驾驶四轮独立驱动电动车的轨迹跟踪的准确性和行驶稳定性。

基于控制分配的四轮独立电驱动车辆驱动力分配算法

针对目前四轮独立电驱动车辆研究中尚未有效解决的系统失效控制问题,提出了一种基于控制分配的驱动力分配算法。首先建立了满足车辆经济性要求的目标函数和相关约束条件,通过优化保证在正常驱动状态下整车具有最佳的经济性能。接着基于控制分配原理对故障电机驱动转矩进行约束处理,使目标转矩能够在多种失效情况下实现再分配,有效解决了多驱动电机系统失效控制问题。最后,仿真结果验证了所提出的算法能在安全约束下有效地改善车辆的经济性,并系统地提升了车辆应对故障的能力。