基于CarSim/Simulink的计算机控制系统综合实验设计

针对计算机控制系统课程中控制算法设计与仿真实现,设计了基于CarSim/Simulink的控制综合实验方案。以4轮独立驱动小车为对象,要求学生熟悉其基本工作原理,并在非线性动力学模型基础上,进行局部线性近似,设计反馈控制器,模拟小车控制。使用CarSim仿真软件可直观地模拟调整4轮独立驱动小车的质量、质心位置和转动惯量等,实现个性化选择,搭建车辆模型;与Simulink接口互通,在Simulink中完成控制算法。实验设计旨在使学生夯实计算机控制系统的理论基础,并逐步过渡到控制工程,理论联系实际,培养其解决复杂工程问题的能力。

电动助力转向系统Carsim-Simulink联合仿真控制研究

电动助力转向系统作为电动汽车的主流配置,其性能好坏对整车转向操纵稳定性能有重要影响。以某款自主品牌电动汽车EPS系统为研究对象,进行动力学分析并依次建立Simulink子系统模型。根据实车参数,设计直线型助力特性曲线并输入前述模型,最终建立Carsim/Simulink联合仿真运动学模型并开展国标操纵稳定性仿真试验。结果表明:在方向盘转向角脉冲和角阶跃试验中,较无EPS助力控制车型,有EPS助力控制车型具有良好的车辆瞬态响应度和操纵稳定性;在转向轻便性试验中,验证本款车型助力特性合理,车辆具有较好的助力效果。

电动汽车电控液压制动系统CarSim/Simulink联合仿真研究

针对某款国产电动汽车的电控液压制动系统,文章基于滑移率的比例-积分-微分(PID)控制提出了防抱死制动系统(ABS)模型,以改善车辆制动性能,提高在对开路面上的制动有效性和安全性。首先,使用Simulink软件建立液压电控制动系统的动力学模型;然后,基于滑移率设计PID控制器,并通过1/4车辆模型验证其有效性;最后,利用S函数将ABS控制器的Simulink模型输入CarSim平台中,开展CarSim/Simulink双平台联合控制仿真。结果表明,基于滑移率的PID控制的ABS对比无ABS的车辆,制动性能更加优越,在对开路面上制动稳定性更加明显。

PreScan/CarSim/Simulink联合仿真在智能驾驶仿真中的应用进展

文章全面回顾了PreScan、CarSim和Simulink在智能驾驶系统开发中的集成应用。首先,介绍了每款软件的核心功能及其在智能驾驶领域的独特优势;随后,详细阐述了如何通过联合仿真构建从环境感知到车辆动力学再到控制策略执行的完整仿真链路。通过对多个典型应用场景(如轨迹规划、横向控制及纵向控制等)的深入剖析,展示了这一联合仿真框架的主要研究成果。

基于Carsim/Simulink的汽车线控转向系统联合仿真研究

为了提高汽车转向时的转向稳定性,基于Carsim/Simulink联合仿真的方法对汽车线控转向系统进行了研究。首先根据线控转向系统的结构和工作原理,建立线控转向系统数学模型及基于Mabtlab/Simulink软件的仿真模型;基于Carsim软件构建汽车整车模型;在此基础上,建立Carsim/Simulink联合线控转向汽车整车仿真模型。然后,以前轮转角差值作为控制端输入,电压值作为输出,研究汽车线控转向系统PID控制算法。最后在双移线工况下,进行多次仿真试验,结果表明所研究的线控转向控制算法可以提高汽车转向稳定性。

车辆防碰撞Carsim/Simulink仿真研究

本文以国家大学生创新性实验为背景,以车辆防碰撞仿真研究为例,介绍了利用Carsim/Simulink联合仿真的一般步骤,阐述了Carsim/Simulink联合仿真在实践教学中的可行性和实用性,文中的实例为学生在实际问题中的算法研究与系统实现起到了有效的示范和说明作用。

基于CarSim/Simulink联合仿真的四轮驱动电动汽车稳定性研究

基于LQR控制理论研究了四轮驱动电动汽车的横摆稳定性,以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标,计算出最优的直接横摆力矩,通过双轮控制模式进行转矩分配,实现了四轮驱动电动汽车的稳定性控制;基于CarSim/Simulink联合仿真整车模型进行仿真验证,在CarSim中通过参数化建模设置整车参数、驾驶员模型,在Simulink中建立电机模型和控制器模型。研究结果表明,所提出的控制策略可以有效地控制四轮驱动电动汽车的横摆运动,从而提高整车的行驶稳定性。

基于Carsim和Simulink联合仿真的汽车操纵稳定性评价

为了更好地评价汽车的操纵稳定性能,将汽车简化为一个包含侧向、横摆和侧倾的三自由度模型。在Carsim和Simulink上建立联合仿真模型,基于双移线和蛇形试验工况进行仿真试验,依照QC/T 480—1999中的评价准则,对模型仿真结果和实车试验结果进行综合评价计分,并对其进行对比分析。结果表明:所搭建的三自由度模型仿真结果评价得分与实车试验结果评价得分十分接近,能够更好地代表实车的操纵稳定性,可为后续汽车操纵稳定性评价提供了一定参考。

基于CarSim和Simulink联合仿真的汽车防抱死系统研究

基于CarSim和Simulink进行联合仿真,对ABS在保时捷911车型的紧急制动安全性中的作用进行了分析研究。通过CarSim模型建立了911的整车模型,在Simulink中建立了ABS的逻辑门限值控制策略,设置相应的门限值以控制制动轮缸的压力大小,通过反复松紧制动力使轮胎的滑移率保持在一个能使轮胎拥有最大附着力的区间。为了使结果更加明显,用不带ABS的911车型和带ABS的911车型进行高速对开路面下的紧急制动仿真。其结果表明,拥有ABS的911车型在对开路面高速紧急制动时,能在保持车辆直线行驶不发生滑转的情况下,使轮胎平均附着力尽可能大,以缩短制动距离,保证行驶安全性。

PreScan/CarSim/Simulink联合仿真方法研究

汽车工程中,常用到PreScan、CarSim与Simulink等软件进行环境感知、整车控制等方面的仿真研究。对上述三种软件的功能做了介绍,分析了各自的特点及应用场景;介绍了软件的联合仿真方法及具体操作步骤;以基于摄像头的电动汽车避撞控制算法为例,给出了具体的案例分析,验证了PreScan/CarSim/Simulink联合仿真方法的可行性,为综合研究智能汽车的环境感知以及控制决策提供了一种可行的方法。

基于CarSim-Simulink的汽车防抱死控制研究

采用商用专业软件CarSim建立整车仿真模型,在Matlab/Simulink中设计防抱死控制系统(简称ABS),阐述了CarSim-Simulink联合仿真的实现过程,搭建联合仿真模型作为控制系统仿真验证平台。以对开路面下紧急制动作为仿真验证工况,结果表明:CarSim-Simulink联合仿真是分析评价汽车防抱死控制策略的有效手段,所提出的控制方案能有效改善紧急制动情况下车轮抱死的情况。

基于Simulink/Carsim的轮式移动机器人的联合仿真及其横向稳定性研究

针对轮式移动机器人横向稳定性能较差的问题,搭建Simulink电机模型与车轮转向模型,利用自带的PID闭环控制系统实现实际车速和车轮转角的自由调节,根据Carsim和Simulink的接口参数设置实现轮式移动机器人传动系统模型与电机模型和转向模型的信号传递,进而实现轮式移动机器人Simulink/Carsim联合仿真.双移线试验结果表明,联合仿真下的轮式移动机器人横向稳定性高于传统移动机器人.

基于CarSim与Simulink联合仿真的路口转向AEB控制算法设计与验证

针对汽车在路口转向时遇到障碍物,自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking,AEB)难以判断驾驶员意图导致误制动或未强行制动的问题,通过模糊控制算法来优化设计AEB,基于CarSim与Simulink联合仿真开展不同工况下的仿真实验,并验证所设计的AEB控制算法能有效预判移动目标,取得了良好的控制效果,对一些因素的干扰也具有较好的鲁棒性。

CarSim/Simulink软件在教学中的应用

当前,随着科学技术的不断发展,尤其是"人工智能"引起广泛关注后,汽车领域的新技术更新周期趋于短时间化。而教学所用的指定教材与老师所参考的教学讲义对于新领域知识的更新具有一定的滞后性。这将导致教师的"教"与学生的"学"未能适应企业的"产",更无法较好与"产""学""研"相融合。文章基于汽车动力学仿真软件CarSim具有更新速度快、能实时模拟各种工况、便于修改车辆参数和Simulink软件具有强大的控制算法功能等优势,提出将汽车动力学仿真软件CarSim与Simulink联合仿真,应用于教学工作中,有助于改进教学质量,契合汽车新领域,推进"产""学""研"相融合的发展模式。

分布式驱动电动汽车执行器失效容错控制研究

为了提高单电机故障状态下分布式驱动电动汽车的稳定性,提出了一种驱动力重构和主动前轮转向(AFS)结合的容错控制方法。首先,设计滑模控制器,控制输入量为横摆角速度和质心侧偏角,进而对所需横摆力矩和前轮附加转角进行控制。其次,建立电机故障状态下的整车驱动力优化分配模型。当车辆电机出现故障时,运用二次规划算法对各电机转矩进行重构分配。同时,当某一电机发生故障且同侧电机出现输出饱和而无法提供足够的横摆力矩时,通过主动前轮转向提供附加横摆力矩。最终搭建CarSim/Simulink联合仿真模型进行验证,结果显示,所采用的容错控制方法可有效提高车辆稳定性和动力性。

基于滑模变结构的农机路径跟踪控制算法研究

为提高农机路径跟踪时的精确性,提出了一种基于滑模变结构的路径跟踪控制算法,并运用滑模变结构算法设计了自动驾驶控制器,通过简化农机车辆模型与线性化二自由度模型,求解出滑模变结构控制器的控制规律。通过在Simulink与CarSim中建立联合仿真模型验证控制器的可行性,结果表明:基于滑模变结构的农机路径跟踪控制算法的车辆作业转弯时横向偏差可控制在0.45m之内,实际行走路径与预设路径基本吻合,较加入预瞄模块的PID控制算法控制精度得到提高,满足自动驾驶农机路径跟踪精度及实时性的需求,可为农机路径跟踪控制的研究提供参考。

基于CarSim的线控转向汽车建模与仿真研究

分析了线控转向系统的结构组成和工作原理,确定了线控转向系统各个部件的动力学微分方程。应用Matlab/Simulink建立了线控转向系统模型,并将其嵌入到CarSim中的整车模型中建立线控转向汽车模型。采用转向盘角阶跃工况和角正弦工况对所建立的模型进行仿真验证。结果表明:所建立的线控转向系统具有较好的转向角跟随特性和路感,线控转向汽车具有良好的响应特性。

基于CarSim的四轮轮毂电机电动汽车建模方法研究

针对四轮轮毂电机电动汽车控制算法验证需要,基于CarSim和Simulink搭建了四轮轮毂电机电动汽车模型。将CarSim传统内燃机汽车模型修改为四轮独立驱动汽车模型,应用Simulink搭建电机模型,进行CarSim和Simulink联合仿真建立四轮轮毂电机电动汽车模型,并通过仿真实验对模型进行了验证。验证表明,电机模型和电动汽车模型均具有良好的响应特性,模型搭建合理;该模型为以后控制算法的研究奠定了良好基础。

双电机电动汽车再生制动控制策略研究

本文针对某款双电机电动汽车的再生制动展开相关研究。基于I曲线、ECE法规曲和f线设计了4种不同制动强度段的前、后轮制动力分配策略,然后根据电机转速、电池SOC,车速以及制动强度设计了紧急制动与非紧急制动两种工况下的再生制动力分配策略。其中在非紧急制动工况中,建立了模糊控制算法,根据车速与制动强度调整再生制动了分配系数。使用Carsim与MATLAB/Simulink建立联合仿真模型,在NEDC工况下对模型进行仿真,结果表明,本文设计再生制动控制策略能够满足制动工况需求,并且通过制动能量回收电池SOC提升了4.41%。

一种改进Stanley的车辆路径跟踪算法

针对车速增大导致跟踪偏差变大的问题,研究了一种基于改进Stanley控制器的路径跟踪算法。首先基于二自由度车辆运动学模型,以输入量为横向偏差和航向偏差的模糊控制器对Stanley控制的增益参数进行调整,从而提高路径跟踪精度。其次,通过MATLAB/Simulink与CarSim的联合仿真来验证改进Stanley控制器的跟踪效果。仿真结果表明:该算法能够根据车辆运行状态调整Stanley控制器的参数,有效地减小横向误差;直线路径跟踪的最大横向误差可以减小到0.11 m,双移线路径跟踪的最大横向误差可以减小到0.12 m。