车辆横摆与侧倾稳定性控制研究

为实现对车辆的侧倾控制,自主设计了主动横向稳定杆(Active Anti-Roll Bar,AARB)装置。针对车辆在侧倾中存在非线性、时变性的特点,采用滑模变结构控制理论建立了滑模控制器实现对理想侧倾角的跟踪,保证了车辆的侧倾稳定性。由于在采用AARB控制车辆侧倾时,存在车辆失稳的特点,文中提出采用电子稳定性程序(Electronic Stability Program,ESP)及设计模糊控制器对带有AARB车辆的失稳进行控制,并进行了仿真试验。仿真结果表明,该集成控制能有效控制车辆的侧翻与失稳,有效提高了车辆的横摆与侧倾稳定性。

车辆电子稳定系统的最优控制与仿真分析

在建立了车辆动力学模型的基础上,运用线性二次最优控制理论设计了车辆电子稳定控制系统,针对车辆电子稳定系统的最优控制器,分析了其能控性与能观性。以车辆质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,在MATLAB/SIMULINK环境下对该系统进行了仿真分析。仿真结果表明,利用最优控制理论设计的车辆电子稳定控制系统能有效防止车辆侧滑,提高了车辆在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下的操纵稳定性,使驾驶员能够对车辆进行正常地操纵。

汽车ESC系统主环伺服环分层结构控制策略

针对提高车辆操纵稳定性的电子稳定控制系统(ESC)的控制问题,提出了主环伺服环分层结构的ESC控制策略。主环控制器采用一阶滑模控制算法,设计了滑模面和滑模控制律,其输出为保持车辆稳定性所需的车身附加横摆力矩。伺服环控制器采用近似模拟人类思维的九点五态控制算法,通过控制制动压力实现期望的制动滑移率,从而产生附加横摆力矩。设计了具有实时视景反馈功能的驾驶员在环仿真平台,对分层控制策略进行了在线测试。测试结果表明,提出的ESC控制策略显著地提高了低附着路面或驾驶员过度操作车辆等工况的操纵稳定性和主动安全性,驾驶员在环仿真方法提高了测试的真实性和开发控制策略的针对性。

车辆电子稳定性程序的最优控制

引入轮胎魔术公式,建立了车辆的两自由度非线性动力学模型.以车辆质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,基于车辆的线性动力学模型设计了最优控制器,将此控制器应用于非线性动力学模型并进行了仿真.结果表明,车辆电子稳定性程序显著提高了车辆的操纵稳定性,使驾驶员在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下能够对车辆进行正常操纵.

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。

基于非线性收敛因子的Terminal滑模制导律设计

水下动能武器在末端时刻攻击目标具有作战范围小,时间短的特性。传统滑模变结构制导律通常选取线性滑动平面,收敛速度慢,对收敛时间没有约束,不能满足系统快速收敛到平衡状态。针对这一问题,提出一种改进的Terminal滑模变结构控制方法,通过引入非线性因子,使系统跟踪误差快速收敛到零,保证系统以期望的有限时间收敛到平衡状态。采用Terminal滑模面结合指数趋近律设计有限时间快速收敛制导律,该制导律即能满足系统快速性收敛要求,又能离线计算收敛时间。理论分析表明:所设计的制导律满足系统稳定性要求,并仿真验证了其快速收敛的有效性,较传统变结构制导方法收敛速度更快,具有更强的鲁棒性。

滑模控制在车辆电控稳定系统中的应用

在Matlab/Simulink平台上 ,基于滑模控制理论提出了一种车辆电控稳定系统ESP的控制算法 ,通过变线道行驶和变摩擦系数路面工况的仿真计算 ,结果表明该控制算法可有效改善车辆的操纵稳定性。

车辆稳定性的滑模变结构控制研究

运用滑模变结构控制理论,设计了车辆操纵稳定性的控制器。运用Matlab/Simulink软件平台,通过阶跃和蛇行等工况的仿真计算,验证了控制策略的可行性,分析了控制策略的应用范围和效果。

汽车电子稳定控制系统控制策略仿真

为了避免汽车在低附着路面上高速转弯或者紧急避障时易发生不稳定现象,设计了基于模糊理论和滑模理论的模糊滑模控制策略。建立车辆二自由度理想模型,选择横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,对其理想值进行计算;基于车辆运动参数对失稳状态做出分析;并对失稳状态下的车辆进行横摆力矩控制。基于等效控制法设计了积分滑模控制器,对横摆角速度和质心侧偏角的偏差采用质心侧偏角协调加权法调节比例权重,并通过模糊控制规则调节滑模控制器切换系统的切换增益大小,建立模糊滑模控制器。在MATLAB/Simulink中对控制策略进行仿真分析,仿真结果表明:在阶跃工况下,横摆角速度的稳态值与理想值仅差0.005 rad/s,质心侧偏角与理想值几乎重合,仅差0.003 rad;正弦工况下,横摆角速度超调值与理想值仅差0.04 rad/s,质心侧偏角也仅差0.008 rad。与参数自整定模糊比例-积分(proportional-integral,PI)控制策略相比,模糊滑模控制响应速度更快,能够较好地跟踪理想曲线,达到稳态效果更好;同时能产生更大的横摆力矩,更好地控制汽车的稳定性,验证了控制模型的正确性。

基于横摆运动控制的轮毂驱动电动汽车操纵稳定性仿真分析

为研究轮毂驱动电动汽车的操纵稳定性,以自制试验样车为研究对象,基于等效滑模控制理论,对横摆运动进行控制,建立新型七自由度多体动力学仿真模型并给出驱动电机模型;结合汽车行驶特点,在MATLAB/Simulink软件中模拟突然转向和连续转向两种工况;通过分析特征参量在不同工况下的响应情况,探究四轮毂驱动电动汽车操纵稳定性,并与未进行横摆运动控制的整车模型进行对比试验,检验新型多体动力学仿真系统的技术性能。研究结果表明:所建模型是正确的,控制系统是可行的,对横摆运动的控制给车辆带来更好的转向性能,能够保证车辆拥有更优的操纵稳定性。