参数扰动对一种先前的车辆制动控制和防护方法的影响

探究了作者早先提出的一种车辆制动控制防护方法在参数扰动下的防护效果。用MADYMO虚拟仿真软件,对4种形状的典型车头开展了仿真,分析了以下参数:人体头部与车体首次接触时间、制动系统协调时间、路面附着因数:扰动时,对该制动控制防护方法的影响。结果显示:在人体头部与车体首次接触时间时为80~100 ms时,对加权伤害费用(WIC)降幅的影响最显著,但不同车型下的参数敏感性排序存在差异。在路面附着因数扰动为0.45~0.80时,人车碰撞损伤未增加;但地面所致WIC降幅均大于零,可有效降低人地碰撞损伤。在制动系统协调时间参数扰动区间为80~350 ms时,该车辆制动控制防护方法仍然保持有效。

轨道车辆制动防滑控制系统数值建模与验证

基于轨道车辆制动系统三位式防滑阀工作原理,建立防滑阀数学模型,进行充排气特性仿真分析;依次建立电空转换阀、紧急阀及中继阀等阀类数学模型,构建空气制动单元模型;针对制动防滑控制系统,建立防滑控制单元及制动动力学单元模型,结合空气制动单元模型搭建四轴车辆制动防滑控制数值仿真平台;利用数值仿真平台进行列车制动防滑性能仿真分析,并通过制动距离、车速及滑动量误差量3个指标与实车在线试验数据对比。结果表明:制动距离仿真值与试验值误差小于5%;车速仿真曲线和试验曲线吻合较好,二者任意时刻的差值小于3 km/h;各个滑动间隔内的滑动量误差平均值小于20%;三者均满足指标要求,验证了所建四轴车辆制动防滑控制模型的有效性。

集成式电液制动系统自适应压力控制

针对集成式电液制动系统(integrated electro-hydraulic brake system,IEHB)存在的复杂液压非线性特性和时变摩擦干扰,提出一种自适应压力控制策略。外环压力控制器引入液压特性的动态线性化模型并基于滑模观测器对模型参数实时辨识实现对非线性液压特性的自适应。内环伺服控制器采用基于压力的连续摩擦补偿和反步动态面控制应对传动机构摩擦阻碍。硬件在环实验结果表明,与现有的先进级联压力控制相比,设计的压力控制策略在多种工况下均表现出更高的控制精度和鲁棒性,并显著提升了IEHB在不同液压回路结构下的压力控制效果。

车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制

提出了车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制的策略 :当车辆制动时 ,主动悬架控制系统不再以乘坐舒适性为主要控制目标 ,而是作为调节轮胎法向反力变化的工具 ,使得轮胎法向反力在车轮滑移率达到最优时也达到最大值 ,从而获得最大地面制动力。结合 7自由度非线性车辆模型 ,考虑轮胎动态特性的影响 ,利用基于滑模变结构控制理论联合控制策略进行了车辆制动模拟试验。试验结果表明 ,车辆采用防抱制动系统与主动悬架联合控制 ,在保证车辆制动稳定性的同时充分利用路面提供的最大附着系数 ,获取最大地面制动力 。

考虑多维非线性扰动的电子助力制动系统自适应压力控制

针对电子助力制动系统(EBBS)面临的机-电-液多维非线性扰动问题,提出了一种自适应压力控制策略。外层液压控制器引入自适应径向基函数神经网络和鲁棒滑模理论克服液压时变不确定性,中间层位置控制器采用Karnopp摩擦前馈补偿和滑模控制应对传动机构非线性摩擦阻碍,内层电流控制器通过李雅普诺夫理论解决电机电磁特性耦合问题。仿真和硬件在环试验结果表明,设计的压力控制策略能够在多种工况中将EBBS主动制动稳态压力跟随误差维持在0.15MPa之内。

基于防抱制动系统控制信息的车辆转向状态识别

为优化防抱制动系统(ABS)在转向和制动联合工况下的控制策略,需要识别车辆转向状态。选取适于ABS应用的转向参数:车速、转向方向和前轮转角,通过对比转向参数的直接与间接测量技术,根据四轮车辆转向运动学原理,结合二自由度车辆模型的稳态转向特性,研究了利用ABS轮速信号和控制信息的转向参数估算算法。运用稳态回转试验和制动转向试验进行了系统测试,结果表明参数估算具有较好的精度。

基于线性自抗扰控制的重型多轴特种车辆防抱死制动控制研究

针对重型多轴特种车辆车身长、惯性大、轴数多、用途特殊以及运输环境复杂多变等特点,制动过程中防抱死制动系统(anti-lock braking system,ABS)存在滑移率非线性、时变性和参数不确定性等问题,开展了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的重型多轴特种车辆防抱死制动控制优化研究。首先,利用Matlab/Simulink建立了集成单轮动力学模型、滑移率模型、轮胎模型和制动器模型等被控制动系统模型,并设计了一种基于滑移率的ABS二阶LADRC控制器模型,在高附着系数路面以初速度为30 km/h进行了ABS仿真与试验验证,通过模糊PID控制和LADRC控制的ABS制动效果对比分析,验证了LADRC控制具有更佳的制动效果;然后,以某重型五轴特种车辆为例,利用Trucksim搭建了集成车身、轮胎、悬架、转向、动力传动和制动等重型多轴特种车辆整车动力学系统模型;最后,某重型五轴特种车辆在高、中、低附着系数路面,以初速度60 km/h进行了的ABS联合仿真,验证了LADRC控制在ABS应用上的可行性和优越性。

车辆防抱制动系统滑移率自适应控制策略

分析了车辆制动过程的数学模型,为了克服模型非线性、变参数对系统的影响,采用了参考模型自适应控制。为了适应各种路况条件,使车辆以比较理想的滑移率制动,缩短制动时间,提出了滑移率自适应调节方法。通过仿真证明,该方法简单可行,控制效果好。

车辆防抱制动系统与主动悬架系统集成协调控制算法的仿真

文章以车辆的7自由度半车模型为研究对象,建立悬架系统的最优控制模型和制动系统的模糊控制模型,2个系统在1个上层控制器的协调作用下进行集成控制。仿真结果表明,系统经过集成控制后,车辆的乘坐舒适性和行车安全性相对于单独控制悬架系统或制动系统均得到了不同程度的提高,证明了这一控制方法的有效性。

基于模糊控制的车辆弯道防抱制动系统仿真分析

建立了8自由度的非线性汽车弯道行驶整车模型,在此模型基础上,采用模糊控制理论,分别对车速与轮速的变化、车轮载荷转移的变化以及制动器制动力矩的变化进行计算机仿真。仿真结果表明,采用模糊控制可以达到很好的制动控制效果。

列车制动系统双闭环控制方法研究

为了提高列车制动距离的精度,保证列车安全稳定停车,文章提出了制动系统双闭环控制方法,在原有制动缸压力闭环控制的基础上增加外环减速度控制,实现对列车减速度的精确控制,提出PI控制法和动态调整法实现外环控制。实车验证显示,所提出的方法能够将减速度误差从20%缩小到约5%,在不同载荷下制动距离均较为稳定。结果表明,通过双闭环控制方法控制速度快的同时能够保证稳定的制动距离,提高各种轨道条件下列车的稳定性及准点率,增加既有线路的行车密度。

采用模糊滑模控制算法的制动系统稳定性研究

为了解决车辆制动系统容易发生侧滑现象和不同控制系统输出误差缺少验证的问题,设计了一种模糊滑模控制算法,利用仿真模型对其进行验证。建立了2自由度四分之一汽车车轮模型,分析了车轮的动力学特性,推导出车辆防抱死制动系统的动力学方程。定义车辆滑移率非线性函数,引用模糊规则设计了模糊滑模控制算法。为了保证控制系统的稳定性,利用李雅普诺夫函数对其进行推导和证明。通过Matlab软件对车轮滑移率和制动力矩进行仿真,与传统PID控制算法输出结果进行对比。仿真验证表明:采用传统PID控制算法,车辆在干燥或者潮湿路面制动过程中,车轮滑移率跟踪误差较大,制动系统响应速度较慢,车轮容易发生抱死现象;采用模糊滑模控制算法,车辆在干燥或者潮湿路面制动过程中,车轮滑移率跟踪误差较小,响应速度较快,避免车轮抱死现象;所设计的模糊滑模控制算法,能够提高车辆制动系统的稳定性,避免车轮发生抱死现象。

基于模糊PID控制的汽车防抱制动系统控制算法研究

提出一种基于模糊PID控制的防抱制动系统控制方式。针对简化的汽车纵向双轮模型,设计了模糊PID控制器,讨论了模糊 PID控制切换参数的选取,并具体介绍了模糊控制器的设计。仿真对比试验验证了模糊PID控制性能优于单一的PID控制和模糊控制。

铁道车辆制动系统防滑控制仿真与试验研究

通过建立铁道车辆单轮对运动学模型、轮轨蠕滑力模型、制动过程的制动力开环与闭环控制模型,分析了单轮对制动工况下的防滑控制仿真方法.针对电空直通制动系统防滑单元,基于DSHplus软件建立了气路仿真模型与防滑控制策略仿真模型.通过与Matlab联合仿真,分析了电空直通制动系统防滑单元的气路特性与控制参数的选择,研制了制动防滑单元并进行了相关试验.结果表明,该仿真模型可用于模拟轮对制动过程的滑行工况,可用于防滑单元的集成设计与参数优化.

电液复合制动系统防抱控制的舒适性

针对分布式电动汽车电液复合制动系统,提出考虑舒适性的防抱控制策略.该策略使用滑模控制方法,根据车辆状态参数与轮速计算用于滑移率控制的总扭矩,将该扭矩分配给液压制动与电机.由液压制动提供基础制动力,通过调节电机产生的回馈制动力来调节车轮的滑移率以实现防抱控制.由于减少了液压制动的增减压调节次数,增减压阀的动作频率和制动踏板行程的变化减少,提高了制动舒适性.高附、低附及分离路面仿真结果表明,与传统的逻辑门限ABS控制策略相比,在保证ABS安全性的前提下,采用该电液复合制动防抱控制策略可以有效地改善防抱过程的舒适性.

防抱制动系统基于最佳滑移率的滑模变结构控制方法

建立了防抱制动系统的非线性、时变数学模型,实现了滑模变结构控制方法在防抱制动系统中的应用,提出了两种由递推最小二乘算法来计算最佳滑移率的估计方法:一种基于附着系数—滑移率曲线的数学模型,一种基于该曲线的形状。仿真结果表明了基于最佳滑移率的滑模变结构控制方案在车辆防抱制动系统中的可行性和有效性。

基于等效滑移率变化率的汽车防抱制动系统模糊直接自适应控制

针对汽车防抱制动系统(Antilock brake system,ABS)车轮角减/加速度和滑移率逻辑门限值控制方法以及常规汽车ABS模糊控制方法的滑移率控制精度不高的缺点,提出汽车ABS模糊直接自适应控制。针对通常将滑移率跟踪误差变化率,或车轮角加/减速度跟踪误差作为汽车ABS模糊控制器输入量其计算值不够准确的缺点,提出车轮等效滑移率变化率的概念和算法,采用车轮滑移率跟踪误差和等效滑移率变化率作为ABS模糊控制系统的输入量,设计出常规ABS模糊控制器,作为ABS闭环控制系统的模糊逼近控制器;采用直接自适应控制方法设计出ABS模糊补偿控制器:它们组成ABS闭环控制系统模糊直接自适应控制器。仿真研究和实车试验表明,该控制器应用于汽车ABS系统取得良好的控制效果,且算法简单、具有实际应用价值。

防抱制动系统控制算法的仿真研究

本文用相平面法分析了目前汽车上广泛使用的P_1R_3。逻辑控制算法在不同条件下的收敛性。因这种算法只能使车轮的滑移率在μ-S曲线的峰值点变化,故采用逻辑控制的ABS系统不能充分发挥它的最佳效能。本文进一步通过仿真研究了基于滑移率S的控制算法,并根据逻辑控制和滑移率控制的缺陷,提出了基于路面附着系数μ的控制算法。在理想状态下证实了所提算法的有效性。

汽车防抱制动系统自适应模糊控制算法

提出了一种基于自适应模糊算法的防抱制动系统控制方式,针对汽车纵向双轮模型,设计了模糊控制器和滑移率校正器,校正器通过车辆的输入输出参数辨识最佳滑移率,并调整系统控制参数,以提高系统的控制性能,仿真实验验证了控制算法的有效性。