汽车线控转向控制技术的应用研究

汽车线控转向控制技术去除了汽车中转向车轮、方向盘之间的机械连接,这一技术的推行有效提升了汽车整体性能,确保车辆操控的稳定性和安全性,有效减轻驾驶员的驾驶负担,是目前汽车领域研究的热点。文章针对汽车线控转向控制技术的组成、性能进行了简要分析,探讨汽车线控转向控制关键技术以及具体的应用。

汽车线控转向控制技术综述

汽车的操纵性能决定了汽车的舒适性、安全性等关键性能,而转向系统直接决定了汽车的操纵性能。为了改进汽车转向系统的性能,线控转向技术的控制研究显得尤为重要,文章对于线控转向控制的核心进行介绍,将线控转向系统核心的控制分为三部分,路感模拟控制、主动转向控制、故障诊断与容错控制。详细说明了每一部分目前的研究现状,并对于不同的方法进行了比较分析。最后对于线控转向系统的瓶颈和发展的前景作出了分析。

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。

混合动力汽车转向稳定性多传感器融合控制技术

为了满足汽车行驶稳定性要求,当前依托于单一传感信息进行转向控制,容易忽略很多影响因素,使得控制后汽车转向质心侧偏角依旧较大。因此,混合动力汽车提出转向稳定性多传感器融合控制技术。考虑混合动力汽车转向过程中的动态特性,构建转向动力学模型,并计算出车辆理想横摆角速度。深入分析横摆角速度、滑移率对车辆转向稳定性的影响,得出期望的横摆力矩和滑移率调整力矩。将汽车转向稳定性控制问题看作二次规划问题,结合BP神经网络和常规PID控制器,设计转向稳定性控制算法,利用车辆转向参数的理想值、实际值和偏差值推算出稳定性控制参数。结合融合多传感器实时采集信息,推算出汽车转向姿态误差代入控制结构中,给出优化后的控制参数。实验结果表明:新提出的控制技术应用后,车辆转向的质心侧偏角不超过±0.012 rad/s,满足了混合动力汽车转向行驶要求。

线控转向系统汽车的主动转向控制研究

以线控转向系统汽车为研究对象,为提高车辆在低附着路面以及高速行驶时的行驶稳定性,提出了一种基于指数趋近律的滑模控制算法。基于Simulink与Carsim平台,建立整车模型,并对转向执行总成部分进行频率响应特性分析,验证其工作稳定性。根据固定转向增益,设计理想角传动比曲线,并设计滑模控制器实现车辆的主动转向功能。仿真结果表明,与PI控制器的结果相比,这里所提出的控制策略可以更有效地实现主动转向功能。

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。

汽车线控转向关键技术浅析

汽车线控转向系统(Steer by Wire, SBW)在电动助力转向系统(Electric Power Steering, EPS)基础上,不仅具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点,还取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,完全由电信号进行转向操作,摆脱了传统转向系统的各种限制。不仅可实现自由设计汽车转向的力传递特性和设计汽车转向角传递特性,还可以通过设计控制算法实现智能化车辆转向。最后,SBW系统相较于传统转向系统更加节省安装空间,重量更轻,更具有可靠性和安全性。

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。

智能电动汽车的线控制动新技术应用与发展

随着制动控制技术的发展,制动系统线控化成为了该领域的关键技术路线。在智能电动汽车建立的新电子电气架构下,线控制动系统可以实现更多的新技术功能。线控制动系统将会是智能电动汽车线控底盘的技术核心,以及汽车行业新的研究热点。文章概述了汽车制动系统的发展;对两种典型的线控制动系统的结构特点、工作原理、系统性能进行了分析;结合智能电动汽车对线控制动系统的技术要求,介绍了几种线控制动系统新技术的特点与应用;最后展望了线控制动系统的技术研究趋势,为未来线控制动系统的发展方向提供参考。

基于快速控制原型的汽车线控转向控制器研究

为了提高线性转向控制系统控制性能以及控制系统的快速性、准确性、稳定性,基于快速控制原型技术搭建RCP测试平台,对比不同控制策略对线性转向系统控制性能的影响。通过建立执行电机的数学模型,依据其动态特性逐步设计优化PD控制器、串级三闭环PID控制器以及模糊PID控制器,分析3种控制器的阶跃响应性能。基于dSPACE设计搭建RCP快速原型控制测试平台,分别对控制器的跟随性能进行半实物仿真实验,对比分析控制器的性能优劣。半实物仿真实验结果表明:模糊PID控制策略在转角跟随性能控制中更为优异。

汽车线控转向系统容错和故障诊断技术

故障检测是在线控转向系统中的关键技术,通过信号处理、模型检测和状态估计等方法,及时发现故障并采取相应措施。选择合适的传感器和开发有效的监测算法是实现故障检测的关键。故障恢复策略包括采取紧急停车、转向力矩补偿、警告和指示灯、备用模式以及故障诊断和通信等措施。其策略旨在确保车辆在发生故障时仍能保持安全和可控,提供适当的警告和指导。故障恢复策略的实施需要系统的自动化和人机交互。

基于预警边界的线控转向主动安全控制研究

为提高传统线控转向车辆转向稳定性,提出一种基于相平面预警边界的主动安全控制策略。首先,建立质心侧偏角与质心侧偏角速度β-β相平面图;其次,针对传统相平面稳定区域划分所用双线法在低路面附着系数时存在不足,提出“平行四边形”边界法改善相平面稳定区域的划分,并以稳定域边界建立预警边界模型。然后基于预警边界设计线控转向主动安全控制器,设计预警度PID控制器和横摆角速度滑模控制器联合决策横摆力矩,以保持车辆稳定行驶,避免失稳状态从而起到主动安全作用;最后,结合Simulink和CarSim联合仿真结果表明,控制器能够有效避免线控转向车辆失稳,提高了主动安全性。

智能网联背景下汽车底盘线控系统及控制技术应用

近年来智能网联汽车技术快速发展,底盘电控化水平不断提升,底盘线控技术作为智能网联汽车领域中的重要技术,直接影响车辆操作稳定性和安全性,合理采用相应的控制技术至关重要。本文分析智能网联背景下汽车底盘线控技术的原理,研究智能网联汽车底盘线控系统和相关的控制技术,旨在为增强智能网联汽车底盘线控系统和控制技术的应用效果提供技术支持。

基于模糊控制的车辆线控转向变角传动比研究

为了提高线控转向车辆的操纵稳定性,文章首先在不同速域下对车辆响应进行研究,确定车辆稳态增益的变化特征。其次对不同方向盘输入频率的车辆响应进行分析,确定以转向输入频率为模式切换的阈值条件。然后对方向盘中位与“死区”的关系进行探究设计传动比的增量规律。最后,基于多因素的分析设计变结构传动比模糊控制器,并通过典型工况进行仿真研究。结果表明,在稳态回转试验工况下该策略在低车速下车辆转弯半径明显小于机械转向系统,并随着车速的提高横摆角速度响应降低但仍高于机械转向,这符合理想传动比的设计要求。同时在中间转向试验工况中,该策略下的车辆横向位移更小,符合在中间转向位置需要较大转向输入的预期。

面向线控转向车辆的横向稳定性分层控制

针对线控转向车辆转向时前轮转角跟踪及车辆稳定性控制问题,提出了关于车辆横向稳定性的分层控制策略。建立了线控转向执行机构二阶模型,通过构造Lyapunov函数设计转向执行机构径向基函数网络自适应滑模控制器来保证控制器的稳定性,以保证前轮转角跟踪的准确性;其次基于扩张状态观测器设计滑模控制器进行上层控制,用以跟踪期望横摆角速度,决策出转向执行机构的最终前轮转角,从而改善车辆转向时的操纵稳定性;通过MATLAB/Simulink和Carsim联合仿真结果显示,所提出的控制策略提升了车辆转向性能和行驶稳定性。

扫路车线控转向前轮转角的双闭环控制策略

针对智能扫路车线控转向系统前轮转角跟踪精度不高的问题,提出一种基于遗传算法_PID控制与RBF网络自适应滑模控制结合的双闭环控制策略。采用层次分析法得到遗传算法适应度函数的多个控制目标的权重,将适用于扫路车的遗传算法_PID控制器作为内环,用于转角跟踪;采用基于横摆角速度的RBF网络自适应滑模控制作为外环,逼近系统中的不确定成分,提高运行的稳定性。将该控制策略与其他控制策略对比,实验结果表明,该控制策略在提高车辆运行稳定性以及前轮转角跟踪上更具优势。

智能网联汽车底盘线控系统与控制技术研究

底盘线控系统是智能网联汽车的核心部件,它直接关系整车的操控性、稳定性等,是智能网联汽车发展的关键。该文对智能网联汽车底盘线控系统工作原理进行分析,探讨智能网联汽车底盘线控系统的基本组成,包括线控驱动系统、线控转向系统、线控悬架系统、线控制动系统,阐述智能网联汽车底盘控制技术,从而更好地提升底盘线控系统的性能,推动智能网联汽车的安全运行。

农用轮式机器人线控转向运动控制方法及试验

【目的】四轮轮毂电机驱动线控轮式机器人可解决温室、果园等环境中农机装备作业与物品运输困难的问题,但轮式机器人线控转向所存在的转向响应迟滞问题仍有待解决。【方法】基于转向试验台探索了底盘转向机构的转向跟踪迟滞特性,在此基础上设计了转向响应的模糊PD控制策略,并开展不同控制方法下转向效果比较试验,以使转向机构快速响应。【结果】1)台架试验中,转向信号变化率、转向角度、载荷及轮毂电机转速的增大会使转向跟随的迟滞时间增长,此4种因素下最大迟滞时间为1.4 s;2)PID控制及模糊PD控制均能减小转向跟随的迟滞时间,模糊PD控制方法效果更好,尤其是在转向信号变化较快、轮毂电机转速较高、转向角度较大时,模糊PD控制方法更具有优势;3)除轮胎附着系数因素外,其余各因素下模糊PD控制方法的最大迟滞时间为0.7 s。【结论】所提出的控制方法减少了轮式机器人转向执行的迟滞,对于轮式机器人运动控制具有参考价值。

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。

无人驾驶载货汽车线控底盘关键技术研究

针对无人驾驶载货汽车领域商用发展缓慢的问题,从线控底盘方面进行关键技术的分析和研究,重点展开线控节气门、线控转向、线控制动三个关键模块在人工驾驶和无人驾驶两种模式下的运行机制分析,对无人驾驶线控底盘技术的发展具有一定的借鉴和指导意义。