HHO优化的SUV防侧翻模型预测控制

针对运动型多功能汽车(sport utility vehicle,SUV)避障过程中侧翻安全问题,推导改进汽车侧翻评价指标并设计融合哈里斯鹰算法(HHO)离线优化器的模型预测控制器。建立六自由度车辆动力学模型,推导并改进侧翻稳定性评价指标。采集自车状态,将车辆参数输入到模型预测控制器中;设计融合侧翻评价指标、横摆角速度的代价函数;设计含HHO算法的离线优化器优化代价函数中参数的权重系数。选取3种典型工况进行避障防侧翻控制仿真,结果表明SUV使用融合HHO离线优化器的模型预测控制器可有效避免侧翻危险,并且具有较好的鲁棒性。

基于ADAMS的烟叶田间运输车防侧翻机构设计与仿真试验

烟草是重要的经济作物。针对福建丘陵烟区烟叶采收后搬运劳动强度大的问题,结合福建烟田作业环境及烟草种植农艺,设计一款烟叶田间运输车。通过对烟叶运输车防侧翻关键部件的设计与力学分析,结合ADAMS运动学仿真与实地试验,得到烟叶运输车有防侧翻机构时最大侧翻稳定角的理论值、仿真值和试验值分别为41.7°、41.0°、39.5°,结果表明理论力学模型与仿真模型准确可靠,验证了烟叶运输车的防侧翻机构性能。该研究对丘陵烟田烟叶运输机械的研发具有一定的借鉴参考作用。

基于模型预测控制的重型自卸车差动制动防侧翻控制研究

为有效解决重型自卸车在极限工况下易侧翻失稳的问题,提出了一种基于模型预测控制的差动制动防侧翻控制方法。建立了重型自卸车九自由度车辆动力学模型,以零力矩点侧倾评价指标作为自卸车的侧翻评价指标,通过差动制动控制的方法为四个车轮提供制动力矩,以提高自卸车的行驶稳定性。为验证所提出的防侧翻控制方法的有效性,在鱼钩工况和阶跃工况下,以传统PID差动制动控制和无控制为对比,进行了MATLAB/Simulink与Trucksim的联合仿真,仿真结果显示,相比PID差动制动控制,所提出的基于模型预测控制的差动制动控制方法具有更好的抗侧翻能力,且稳定性较好。

高地隙四轮独立驱动喷雾机路径跟踪与防侧翻控制

基于喷雾机的运动学模型分别构建了路径跟踪控制以及防侧翻控制.上层采用的模型预测控制(MPC)根据喷雾机的当前状态以及期望路径来输出喷雾机的期望转向角以及车速,实现轨迹跟踪控制.下层控制器通过引入横向荷载转移率(LTR)作为衡量侧倾的指标来判断车辆状态是否产生侧倾,通过引入模糊控制器来对转向角进行补偿,进而控制LTR稳定在某一阈值,使喷雾机在轨迹跟踪的过程中既具有较好的控制精度又具有较好的行驶稳定性,保证喷雾机不发生侧倾.通过ADAMS/MATLAB的联合仿真结果表明:在复杂的道路条件下喷雾机采用防侧翻控制时,LTR可以控制在0.5以内,并且具有较高的轨迹跟踪精度,安全性得到了提高.

轮式拖拉机主动防侧翻系统的设计

丘陵山区容易发生拖拉机侧翻事故,为了降低拖拉机侧翻风险,设计了一种轮式拖拉机主动防侧翻系统。同时,建立了拖拉机侧倾角和胎压之间的数学关系,通过检测拖拉机轮胎胎压判断是否有侧翻风险,并在拖拉机发生侧翻前主动接管拖拉机并完成防侧翻转向和减速熄火操作,以降低侧翻风险。试验结果表明:系统在常温和高温的室外环境下,对于沙土地、粘土地和铺装马路都具有较好的工作性能,但在低温室外环境下的反应操作时间较慢。

转向制动联合的线控转向汽车防侧翻控制研究

针对线控转向汽车有发生侧翻危险,不能同时兼顾防侧翻控制与路径保持控制的问题,本文提出了一种基于线控转向系统的主动转向和差动制动的联合防侧翻控制策略。根据车身横向载荷转移率LTR的值判断发生侧翻危险的程度,计算出主动转向和差动制动作用的权值大小,从而得到附加前轮转角和制动力矩的大小。利用dSPACE硬件在环实验对控制策略进行了验证,实验结果表明这里提出的联合控制方法,能够使车辆在保持侧向稳定性的同时,较好地保持行车路径。

混动商用车防侧翻控制策略研究

针对轮毂液压混动商用车行驶安全问题,提出了基于零力矩点预警的防侧翻控制方法。防侧翻系统控制器根据商用车运行状态参数,实时计算下一时刻车辆零力矩点,以此来预测可能发生侧翻的时间。当商用车侧翻预警时间小于门限值时,商用车防侧翻控制策略介入防止发生侧翻。防侧翻策略中的横摆力矩由神经网络PID算法计算得到,通过差动制动的方式控制车轮制动,以此达到阻止车辆侧翻的目的。针对所提控制策略,采用了TruckSim、AMESim和Matlab/Simulink联合仿真的方式进行验证,选取方向盘阶跃转向作为验证工况,仿真结果表明,所提出的防侧翻控制策略能够有效提高商用车稳定性。

基于横向安全评估的智能客车防侧翻自主决策控制研究

为防止无人客车智能域因参数标定误差、网络攻击等发出指令致使车辆侧翻,提出了一套基于横向安全评估的智能客车防侧翻自主决策控制系统。首先建立了车辆三自由度线性模型,并基于卡尔曼滤波进行了状态重构;其次在横向载荷转移率(Lateral-Load Transfer Rate,LTR)基础上推导出预测LTR并作为侧翻指标,同时进行了敏感量分析;然后采用了考虑路面附着系数的主动转向和全轮制动的联合控制方案,将即将失稳时的LTR稳定在设定阈值附近;最后进行仿真验证。结果表明,所设计的联合控制算法在极端工况下不仅保证客车不侧翻,且相比于纯转向控制,联合控制能在一定程度上降低路径跟踪偏差。

基于单片机控制的汽车防侧翻液压实验系统设计

文章根据自卸车作业稳定性和侧倾控制的企业实际项目,设计了一种基于单片机的自卸车智能防侧翻液压控制实验系统。该系统由控制单元、液压油箱、液压泵、举升阀、控制阀、调速装置和油缸组成。该实验系统能实现自动调节液压泵流量,全程监测、记录自卸车模型的工况参数,并能智能判断、即时报警和采取防侧翻、防过载和防油管爆裂控制措施。

基于ESC的防侧翻功能试验方法和匹配开发

文章介绍了基于电子稳定控制系统(ESC)的防侧翻功能原理、试验影响因素、试验设备、法规试验和其他试验方法,以及匹配开发案例。

重型车辆防侧翻控制策略研究概述

重型车辆由于本身质心较高,惯性较大,导致其侧翻稳定性较差,极易发生侧翻事故,威胁驾驶人生命财产安全,为此必须提高车辆稳定性,从而降低重型车辆侧翻机率,保证驾驶人生命安全与财产安全。在全面阐述国内外重型车辆防侧翻控制技术研究的基础上,指出现有控制策略存在的问题,最后介绍重型车辆防侧翻控制策略发展趋势。

分布式驱动电动汽车防侧翻控制的研究

相对于传统车辆,分布式驱动电动汽车自由度增多,从而稳定性下降,所以对其稳定性的研究尤为重要。文章以某分布式驱动电动汽车为对象,结合其各车轮驱动转矩可单独控制的特点,探究有效防止其侧翻的控制方法。根据车辆运动方程及车辆参数,使用Simulink建立了车辆动力学模型;针对分布式驱动电动汽车设计了基于车轮差动驱动的防侧翻控制策略,并选取典型车辆侧翻工况进行仿真实验。实验结果表明:所设计的差动驱动防侧翻策略能有效提高车辆防侧翻能力,其模糊自适应比例-积分-微分(PID)控制器能根据车辆实时运动情况给出动态指令,差动驱动控制方式则能根据控制器指令迅速有效地阻止车辆侧翻。

基于底盘集成控制的轻型汽车防侧翻控制

提出了一种基于底盘集成控制的轻型汽车主动防侧翻控制系统。选取横向载荷转移率作为侧翻预警因子,并通过一3自由度侧翻参考模型进行实时计算。在此基础上,应用模型预测控制算法对主动转向和主动差动制动系统进行集成控制,提出了主动防侧翻控制算法。利用Matlab/Simulink与Carsim对车辆进行了典型工况的联合仿真。结果表明,所提出的主动防侧翻控制系统能准确预测车辆侧翻危险,避免侧翻事故发生,有效提高车辆综合行驶性能。

基于零力矩点位置和模糊控制的商用车防侧翻控制

为了防止车辆发生侧翻,引入零力矩点的位置作为车辆侧翻的指标。根据某一时刻车辆的状态,预测下一段时间内零力矩点的y坐标,来计算该时刻的侧翻时间。一旦某时刻的侧翻时间小于设定的门限值,则激活车辆防侧翻控制策略,对车辆进行控制,防止车辆发生侧翻。本文中采用基于模糊控制的PID控制策略,对不同的车轮施加不同制动力矩,防止车辆发生侧翻。通过Truck Sim和Matlab/Simulink联合仿真,对算法进行验证,对采取模糊控制差动制动策略、传统的PID策略和无侧翻控制策略的车辆,分别进行阶跃试验和鱼钩试验,测取采取不同控制策略车辆的实时侧倾角。对比结果表明,采用模糊差动制动控制策略的车辆,防侧翻性能最好。

基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学研究

为了提高汽车的抗侧翻能力,以四自由度汽车模型为基础,研究分析了横向载荷转移率(LTR)与汽车运动参数的相互关系,提出了一种基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学模型,在此基础上研究分析了差动制动时制动力大小对汽车防侧翻性能的影响,此项研究成果补充了汽车差动制动防侧翻控制理论。仿真结果验证了所建立动力学模型的有效性。

基于模型预测控制的轮毂电机驱动车辆防侧翻控制

针对8×8轮毂电机驱动车辆侧翻稳定性问题,提出基于模型预测控制的主动防侧翻控制策略。采用分层控制结构设计车轮转角和电机转矩的分配控制策略,以充分发挥研究对象各轮转矩、转角独立可控的特点开展稳定性控制;基于模型预测控制方法设计主动防侧翻控制策略,并简化滚动优化算法,使运算量降低以保证实时性;通过重型车辆模拟分析软件Trucksim与数学仿真软件MATLAB/Simulink联合仿真实验以及比例模型车辆试验进行验证。结果表明,通过所提分层控制策略与基于模型预测控制的主动防侧翻控制策略,车辆可以避免侧翻失稳,能够准确跟踪驾驶员期望的行驶轨迹。

汽车侧翻预警及防侧翻控制

为了减少汽车侧翻事故,提出了一种基于模型的汽车侧翻预警算法以及在预警基础上的防侧翻控制算法.预警算法通过三自由度线性汽车侧翻模型计算将来一段时间内汽车横向载荷转移律的绝对值,由侧翻条件得到侧翻危险时间;控制算法根据预警时间来触发比例-微分控制器对汽车实施控制.结果表明,预警算法能够及时准确预测汽车侧翻危险,而控制方法可以更好地发挥制动器效能,防止汽车侧翻.

基于主动转向和差动制动的车辆防侧翻控制

目前车辆防侧翻技术主要有主动转向或差动制动,但单独的主动转向会导致车轮转角调整过大,差动制动会导致制动力过大出现轮胎抱死,而且预警是依据侧向加速度信号,预警时间过慢,导致不安全。为了提高控制能力,通过建立车辆侧翻模型提出了LTR预警方法,能准确快速地计算车辆侧翻概率。并采用了主动转向和差动制动联合的防侧翻控制,在Mat-lab/simu link中设计出了联合控制算法。算法通过改变PI参数值和制动力增益系数K,既保证了不破坏车辆的车道保持功能,又减小了速度在一定时间内的下降率。仿真结果表明,优化控制防止了车辆侧翻,避免制动力过大,保证了系统安全性,确实为防侧翻控制设计提供了参考。

山地果园运输车的防侧翻设计与水果抗损研究

在山地果园运输车的前期推广中发现,国内的山地果园运输车在防侧翻技术和人机方面存在较大缺陷,严重影响了山地果园机械企业的效益和农民使用山地果园机械提高果园产能的信心。在对国外山地果园机械发展情况了解的基础上,结合我国现状,分析了山地果园运输车的工作环境以及使用者在工作环境中的具体需求,运用人机工程学理论和具体的造型设计方法,改善其防侧翻性能与水果抗损研究协调性,并运用ANSYS对改良后的山地果园运输车方案进行数据分析,仿真实验分析证实最终的山地果园运输车方案使其在防侧翻能力和人机协调性能上都得到较大提升。

多种群遗传优化的客车防侧翻鲁棒控制方法

为改善客车主动防侧翻能力,提出多种群遗传优化的防侧翻鲁棒控制方法。考虑车轮侧倾外倾、侧倾转向、悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性影响,以及客车垂向与侧倾运动的耦合特性,建立6自由度客车侧翻动力学模型;针对客车的实际干扰及参数不确定性,以最大横向载荷转移率为控制目标,融合差动制动原理设计客车主动防侧翻的鲁棒控制方法;应用多种群遗传理论对控制器的权函数进行动态优化,增强控制系统的抗干扰能力;选取J-Turn及Worst-Case典型侧翻工况进行数值仿真,分析防侧翻控制方法对不同行驶工况的适用性、前轮转向干扰及路面干扰下的抗干扰稳定性以及簧载质量和车速变化时参数摄动鲁棒性。结果表明该方法能将客车侧翻危险速度提高75%以上,有效改善客车主动防侧翻能力;且对不同行驶工况、不同类型干扰及参数变化均有强鲁棒性。