粒子群优化线控主动转向滑模控制器设计

复杂路况和极端驾驶条件下汽车的行驶稳定性是车辆控制系统的研究重点。针对这一问题,提出了一种基于滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)的线控转向控制策略,并采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对滑模控制器的参数进行了优化。首先,对线控转向系统进行了建模,并构建了Carsim/Simulink联合仿真模型;其次,以汽车横摆角速度和质心侧偏角的偏差为控制目标,前轮转角补偿为输出,基于二自由度车辆模型设计了滑模控制器;然后,在Matlab环境中编写多目标粒子群算法,以优化滑模控制器参数;最后,输出修正后的前轮转角。仿真结果表明,在无侧向风环境下,多目标粒子群算法优化的滑模控制器能够显著提高汽车的操纵稳定性,第11秒时,横摆角速度和质心侧偏角误差分别减少了2.41%和1.18%。当车辆处于侧向风环境下时,优化后的滑模控制器使车辆的横向位移误差率显著降低,第14秒时,在高附着系数下减少了2.3%,在低附着系数下减少了4.4%。

面向侧翻试验的线控主动转向试验台架构建

为了研究通过线控主动转向系统实现的侧翻控制,需要建立合适的试验台架.首先分析了面向侧翻的线控主动转向硬件在环实验平台结构,建立了整车模型、实验管理软件和硬件平台.硬件平台中包括转向器、磁粉制动器转矩模拟加载装置和数据采集装置.分别在75°方向盘角脉冲、25°方向盘角阶跃、20km·h^(-1)车速紧急调头、80km·h^(-1)车速双移线和70km·h^(-1)车速蛇形工况下,对仿真和实验下的表征整车侧翻程度的车身侧倾角进行了监测,得到两种结果相近,说明了该试验台架的侧翻实验的适用性.

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。

线控转向系统前轮主动转向控制策略研究

文章的研究目的是实现线控转向系统前轮主动转向以改善车辆的行驶状态。文章首先对转向执行模块进行动力学分析,并设计出基于前馈控制的理想传动比;其次,结合理想传动比和状态反馈,建立前馈-反馈联合控制系统,以获得最优的前轮转角;最后,联合Carsim中的车辆模型进行仿真试验,并选取方向盘转角阶跃输入作为试验工况。结果表明,文章所采用的联合控制策略可实时调整前轮转角,有效地改善了车辆的行驶状态,为线控转向系统的研究提供了一定的参考价值。