考虑侧风稳定性的汽车轨迹跟踪自适应时域模型预测控制

为扩展模型预测控制的应用场景,提高智能汽车在极端风环境下的轨迹跟踪精度,提出了一种考虑侧风稳定性的自适应时域控制方法。首先,以跨海桥梁上轿车超车过程为研究对象,采用汽车空气动力学与系统动力学耦合方法建立轿车超车的侧风稳定性分析模型;接着,建立汽车侧偏安全风险模型,以侧偏风险等级、车速及横向误差为参考设计时域自适应调节器,实现预测时域和控制时域的动态调节;最后,采用CarSim和Simulink搭建联合仿真场景,通过五次多项式规划超车轨迹,验证控制器的跟踪精度及鲁棒性。结果表明:与固定时域及变权重模型预测控制器相比,改进后的控制器可以更好地抵抗“风-车-桥”的气动干扰,以较低的实时性代价提高了车辆轨迹跟踪精度,汽车侧风稳定性得到明显提升。

电力电子化受端省级电网宽频谐振稳定性研究

电力系统宽频谐振是近年来出现的新问题,受非同步机电源的控制器动态特性、输电网络的网架结构及元件参数影响较大,在次同步频段、超同步频段和高频段均有分布。江苏电网作为典型的受端省级电网,“十四五”期间风力、光伏等新能源发电装机容量提升至68000 MW,占比达到34.8%;省外来电总量预计达到45440 MW,约占2025年最大负荷的30%。综上,高度电力电子化将成为未来江苏电网的主要形态,宽频谐振问题将成为威胁电网安全稳定运行的制约因素。首先,提出了阻抗分析法,与特征值分析法、时域仿真分析法进行比较,阐述了阻抗分析法的优缺点和适用范围;其次,在IEEE 39节点的典型系统中论证了阻抗分析法在大电网对宽频谐振进行分析研究的正确性和可行性;最后,通过阻抗分析法在江苏电网的应用,总结得出“十四五”江苏电网宽频谐振稳定特性及相应的控制策略。

电控正流量挖掘机泵控特性分析

基于电控正流量系统控制原理,建立控制方程,分析其泵控特性。为对比其与负流量、液控正流量系统挖掘机整机性能差异,进行相关试验研究。试验结果表明:电控正流量系统性能最优越,其动臂提升加回转时间为4.07 s,较液控正流量系统缩短5.79%;液压缸行程百分比为73.52%,较液控正流量增大5.04%;铲斗离地高度为2988 mm,较液控正流量增大9.89%;而负流量系统各工作装置速度均小于液控正流量、电控正流量系统。负流量、液控正流量与电控正流量系统行驶、回转速度与设计值基本一致,控制方式对其影响较小,但电控正流量跑偏量较小并且各模式一致性好,制动时间、制动角度最小,回转制动性能优越。此外,电控正流量系统挖掘效率为302.4 m^(3)/h,较液控正流量系统提高6.33%,较负流量系统提高14.03%;挖掘油耗为27.8 L/h,较液控正流量降低13.66%,较负流量降低20.80%。结合经济性、可靠性,电控正流量为最优的泵控系统。

车辆拖滞扭矩控制功能的应用与研究

牵引力控制系统(TCS)主要是将驱动轮的滑移率维持在适当的范围内,使车辆即使在低附着路面上仍具有较强的加速性能和行驶稳定性,从而保证汽车行驶时的安全性和稳定性。介绍了另一种驱动轮滑移率控制功能,即车辆拖滞扭矩控制(DTC)的功能原理、工作过程、系统架构、信号交互等。DTC功能有别于TCS功能,DTC功能是在低附着路面并且非加速情况下实现车辆稳定性控制,也属于车辆驱动轮扭矩和滑移率控制范畴。其目的是避免车辆在运行过程中出现驱动轮抱死导致前轴失去转向或后轴甩尾问题,提高车辆稳定性,最终为驾驶者带来更加优越的驾驶安全体验。

一种汽车巡航控制的分层控制算法

为减轻驾驶员操作负荷,提高车辆行驶的安全性和舒适性,提出了一种自适应巡航分层控制算法,并通过调节电子节气门实现了在实车上的应用.在上层控制中,设计了一种基于驾驶员稳态跟车特性的线性跟车算法和可供选择的安全车距模型;在下层控制中研究了基于逆查询表的速度闭环控制策略.通过道路实验知识构建了节气门开度查询表,并结合增量式PID控制的精细调节,实现了良好的车速跟随效果.在此基础上,通过定速巡航实验和稳态跟车实验对所设计的控制算法进行了实车验证.实验结果表明,在正常行驶工况下,自适应巡航控制器能有效降低驾驶强度,对驾驶员具有良好的适应性和舒适性.

电力电子并网装备的同步稳定分析与统一同步控制结构

随着新能源、直流输电、储能等技术的发展,大规模电力电子装备接入电网并深刻地改变着现代电力系统的动态特性。与同步发电机不同,电力电子装备由半导体开关器件所构成,它与电网之间的同步特性不是由物理旋转的转子主导,而是由相应的控制策略决定,即电力电子装备的大规模渗透使得电力系统逐渐由同步发电机主导的"物理同步"转变为"控制同步"。电力电子装备的高可控性与灵活性为提高电力系统的同步稳定性和动态性能提供了可能,但目前由于对电力电子装备"控制同步"特性的认识尚未完全清晰,难以做到发挥电力电子装备的优势以提升系统动态性能,甚至在很多情况下还会因为同步控制设计的不合理而出现同步失稳现象,危及电力系统安全稳定运行。为此,简要回顾当前电力电子装备的同步稳定分析与控制设计等方面的成果,并基于现有的同步控制结构,提出一种涵盖了锁相环型控制与组网型控制的统一同步控制结构,通过将不同类型的同步控制结构解析为控制回路之间连接方式的不同,进而将不同的同步控制结构参数化,并以此探索更优的同步控制结构。最后,对现有的同步稳定分析方法、技术路线与物理认识进行总结,并从中凝练出未来可能的研究方向。

混有CACC车辆和ACC车辆的混合交通流驾驶舒适性

为了探索协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆对交通系统的潜在影响,分析了CACC车辆市场普及过程中存在的CACC车辆、自适应巡航控制(adaptive cruise control,ACC)车辆与人工驾驶车辆混合交通流驾驶舒适性.应用加州伯克利PATH实车验证的ACC模型和CACC模型进行数值仿真实验,采用国际ISO-2631-1标准评价混合交通流舒适性,并对ACC和CACC期望车间时距进行参数敏感性分析.最后,从交通流稳定性的角度,对舒适性仿真结果进行了讨论.结果表明:随着CACC市场率的增加,舒适性呈现先恶化、再逐渐提升的趋势.较大的ACC车间时距有利于抑制舒适性的恶化程度,CACC车辆对舒适性的提升作用不受其车间时距取值的影响.混合交通流稳定性定性地决定了舒适性的变化趋势,人工车辆安装车车通信设备,有助于舒适性的逐渐提升.

跟驰驾驶行为的滑模控制系统建模

为量化描述跟驰驾驶行为的特质,即个人意志(即稳速驾驶)与环境干扰(即车辆间距、速度差、加速度差)间的动态调和,剖析了跟驰驾驶行为的"运动跟踪(即跟驰车辆对前导车辆速度、加速度轨迹的跟踪)"特性与"刺激-反应"机理,建立了"刺激-反应"行为模式下跟驰驾驶行为的2阶滑模控制系统模型;通过数学分析验证了本模型控制的跟驰车辆运动的Lyapunov渐近稳定性,并通过数值仿真说明了本模型控制的跟驰车队的运动可能具备Lyapunov渐近稳定性.

现代轨道牵引传动及控制技术研究与发展

轨道牵引传动及控制技术已经成为衡量一个国家铁路技术水平的最重要标志之一。从车载交流牵引传动系统的应用特点出发,描述了大功率牵引传动系统在实际工程应用中面临的诸多技术难题,介绍了在全系列电力电子器件及应用技术、大功率牵引传动变流装置及其控制系统、列车网络控制系统等关键部件的核心技术成果,分析了牵引传动及控制技术的未来发展,展望了利用轨道牵引传动及控制核心技术向光伏发电、直流输电、电动汽车、冶金轧机、舰船推进、油气输送等领域的应用前景。

健身器械动能发电及接入电网的自适应控制系统

健身器械动能发电系统,是利用人在健身器材上运动时产生的动能,带动发电机转子进行发电的余能回收系统。通过对充放电过程进行智能控制并与电网相联接,实现高效储能和综合利用。针对健身环境、运动器械、人体运动的特点,设计并制作一套发电/供电系统,可向健身房内其他用电器供电。通过多次实验,测得各个部件运行特性及输出波形,其与理论分析和设计参数相吻合,验证了该系统的可行性和可靠性,表明其具有实用价值和应用前景。

电动轮汽车电液复合ESP的协调控制研究

传统车辆的车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP)通常采用液压系统进行控制,液压控制虽有承载能力大的优点,但其在动态响应性能上存在局限性。针对纯液压ESP在动态控制上的不足,鉴于轮毂电机具有优秀的动态控制性能,从提升车辆ESP性能这角度出发,在电动轮汽车上开展电液复合ESP的协调控制方法研究。应用Matlab/Simulink和Car Sim两软件分别建立了电动轮汽车的理想二自由度参考模型、Car Sim整车模型、轮毂电机模型、失稳状态判断模型、双层控制器模型,在双移线行驶工况下,分别对无ESP、纯液压ESP、电液复合ESP这三类情况进行联合仿真。仿真结果对比后表明:在电动轮汽车上,电液复合ESP比无ESP及纯液压ESP具有更佳控制效果,如横摆角速度响应精度提升15%以上,响应速度缩短27%,车轮滑移率保持在比较合理的范围内(低于20%),防滑性与行驶安全性更好。此项研究将为电动轮汽车电液复合ESP的协调控制进一步研究提供理论依据。

跨入21世纪的电力电子与传动技术

进入21世纪,世界轨道电力牵引变流技术装备在降耗提效、减少污染方面取得了新的进展。新的电力电子器件,如IGCT,IGBT,CSTBT等,不断涌现,它们在结构、性能及冷却技术上有大的提高。集约化、模块化、电磁兼容及采用软开关技术是现代牵引变流器的发展方向。同时超导变压器、永磁同步电机、无齿轮直接传动方式及解耦控制方法等新的设备和新的设计理念也将出现在未来的轨道交通车辆上。

汽车ESP液压控制系统联合仿真

为研究液压控制系统的工作过程及与整车的匹配,基于AMEsim/Matlab联合仿真技术,在AMEsim中建立了ESP液压系统模型,对其进行动态特性分析,将液压系统模型与Mat-lab中建立的整车模型及控制器连接建立了联合仿真模型,对其控制效果进行联合仿真。结果表明:通过对液压系统参数的合理匹配,ESP可以对汽车进行较好的控制,提高汽车的操纵稳定性。

本田ACCORD轿车自动变速器电控系统故障检修

本田Ａｃｃｏｒｄ（雅阁）轿车１９９３车型和１９９４车型采用了ＭＰＸＡ和ＭＰＯＡ型电子控制自动变速器。介绍了ＭＰＸＡ和ＭＰＯＡ型自动变速器故障自诊断系统通过仪表板指示灯读取故障码方法、自动变速器电子控制系统电路及部件的故障检修方法，并提供了故障检修所需的检测参数。

电动汽车分布式驱动稳定性协调控制机理研究

为了发挥电动汽车分布式驱动效率高、布置灵活、动力响应快、易于实现整车稳定性和平顺性控制等优点,克服其控制自由度冗余、过驱动控制复杂、非线性动力学系统复杂耦合等问题,降低整车控制系统设计难度,该项目从驱动系统多动作耦合及制约问题入手,研究了分布式线控电动底盘系统中驱动转矩协调控制方法,具体包括:一是提出了上层为驱动力分配层、下层为滑移率控制层的双层架构控制体系,构建了双层架构的整车驱动控制策略;二是研究了车用永磁同步电机(PMSM)转矩控制算法,提出了以受控逆变器开关为核心的基于有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法,控制电机转矩的分配协调;三是依托相应的技术平台,对所提出的控制方法和控制策略开展实验研究。该研究为提高电动汽车分布式驱动稳定性协调控制品质,提供了理论基础和产业应用的技术支撑。

水流量标准装置中变频调速对装置稳定性的研究

通过采用交流变频控制进行流量调节的方法,对水流量标准装置中计算机控制变频器调速而产生的额外因素进行了试验研究,对手动阀门控制和自动变频调速两种调节流量的方法进行了比较,分析了由变频调速引起的水流量标准装置稳定性和不确定度变化的原因,并提出了改进措施.

无人驾驶方程式赛车横向运动控制研究

针对无人驾驶方程式赛车在变速和复杂曲率赛道条件下难以保证横向运动控制精度与行驶稳定性的问题,提出基于纯追踪控制与模型预测控制的横向运动混合控制策略;以赛车纵向车速作为依据,设计控制模式切换逻辑,当赛车处于低速行驶工况时采用纯追踪控制,高速行驶时采用模型预测控制,并使用模糊控制算法设计切换控制器,实现2种算法的平滑切换;使用CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真实验进行验证。结果表明,在变速与复杂曲率赛道条件下,所提出的控制策略能保证无人驾驶方程式赛车横向位置误差小于0.2 m,质心侧偏角小于0.15°,具有较好的跟踪精度与行驶稳定性。

全控型电力电子器件驱动技术的新进展

介绍了全控型电力电子器件对驱动电路的要求，驱动技术的发展历程、现状，并预测了未来的发展趋势。

车厢照明装置及其控制系统的探索

研究分析了车厢LED照明的国内外现状和应用前景及需要解决的问题。提出了车厢LED目前面临的一些技术问题,介绍了LED照明及控制系统的工作原理,分析了车厢照明控制系统的结构、设计以及采用LED作为应急照明的意义等。

奔驰轿车的行驶稳定性电子控制系统

电子稳定程序（ＥＳＰ）控制系统是一种在各种行驶条件下能提高车辆行驶稳定性的主动安全体系。ＥＳＰ控制模块根据输入信号确定在当前行驶条件下，以下６种工作模式中的一种应被接通，即普通模式、ＡＢＳ控制模式、ＡＳＲ控制模式、ＭＳＲ控制模式、ＥＳＰ控制模式及ＥＳＰ切断模式。