Vehicle path tracking by integrated chassis control

The control problem of trajectory based path following for passenger vehicles is studied. Comprehensive nonlinear vehicle model is utilized for simulation vehicle response during various maneuvers in MATLAB/Simulink. In order to follow desired path, a driver model is developed to enhance closed loop driver/vehicle model. Then, linear quadratic regulator(LQR) controller is developed which regulates direct yaw moment and corrective steering angle on wheels. Particle swam optimization(PSO) method is utilized to optimize the LQR controller for various dynamic conditions. Simulation results indicate that, over various maneuvers, side slip angle and lateral acceleration can be reduced by 10% and 15%, respectively, which sustain the vehicle stable. Also, anti-lock brake system is designed for longitudinal dynamics of vehicle to achieve desired slip during braking and accelerating. Proposed comprehensive controller demonstrates that vehicle steerability can increase by about 15% during severe braking by preventing wheel from locking and reducing stopping distance.

车辆间减振器对电子导向胶轮电车稳定性的仿真影响研究

基于车辆动力学理论,以电子导向胶轮电车的车辆间铰接角摆动幅值为评价指标,采用仿真分析的方式,研究了列车在不同速度条件下直线运行的稳定性。在此基础上,设计了一款车辆间被动式减振器,明确了减振器的工作区间和安装方式,并通过仿真分析的方式进行了验证。结果表明,安装车辆间减振器后,车辆间铰接角在高速直线运行条件下摆幅明显减小,列车直线运行的稳定性显著提升。

汽车ESC系统干预转向不足性能测评与研究

为探索能有效激发出车辆在危险工况或极限工况下转向不足趋势的试验方法,并制定合理的指标以评价电子稳定性控制系统(ESC)转向不足控制性能,弥补国内外在该领域的不足,在分析ESC工作原理及基本要求的基础之上,利用多体动力学仿真软件ADAMS进行整车模型搭建,并用MATLAB/Simulink联合仿真,结合实车试验验证,提出了一种针对车辆ESC控制转向不足性能的测评方法,能有效地测试、评价在危险工况下ESC对于车辆转向不足的控制性能,完善了ESC测试评价体系。

基于非平稳约束试验系统的汽车附着极限稳定性研究

提出基于非平稳约束试验系统的汽车附着极限工况下行驶稳定性控制性能试验方法,建立了非平稳约束试验系统动力学模型,针对奇瑞A3轿车,基于Matlab/Simulink建立了汽车行驶稳定性控制非平稳约束试验仿真系统,分别在典型附着极限工况下进行有、无ESP控制以及有、无试验系统的车辆稳定性控制性能对比分析和验证。研究结果表明,所提出的基于非平稳约束试验系统的汽车附着极限工况下行驶稳定性控制性能试验方法合理可行、安全可靠,为附着极限工况下汽车ESP控制系统开发提供了可靠试验平台和有效试验验证方法。

汽车稳定性控制系统性能试验与数据处理方法

对美国汽车稳定性控制系统(ESC)性能试验法规FMVSS 126确定的ESC功能、过度转向特性和横向响应能力的客观测试和评价方法进行了系统分析。构建了先进的汽车道路试验系统,阐述了试验系统核心设备转向机器人的性能要求和结构,进行了系统的道路试验。采用小波降噪方法对试验数据进行了滤波处理,小波滤波无相位延时,且信号的局部特征都得到很好的保留,相比法规推荐的频域滤波方法,此方法更为精确。对DGPS方法和加速度方法处理得到的横向位移数据进行了对比,两种方法在转向开始后2 s内测试结果接近,误差小于5%,法规推荐采用加速度方法测量转向开始后1.07 s时车身横向位移是可行的。对3组具有区别意义的试验结果进行了分析,结果表明法规基于横摆角速度信息对汽车稳定性程度进行评价是可行的,但汽车接近失稳和失稳时的稳定性需要依据横摆角速度和质心侧偏角信息共同表征。

汽车ESP系统的建模和控制方法

为了提高汽车操纵稳定性和行驶安全性,该文针对ESP系统的特性,采用"魔术公式"轮胎模型,建立了七自由度汽车模型,运用MATLAB/SIMULINK软件实现数学模型到仿真模型的转换并进行了仿真分析。根据ESP系统的非线性时变特性,运用模糊控制原理,设计了以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量的参数自整定模糊PI控制器。仿真结果表明,该控制方法可以较好地控制汽车的横摆角速度,提高汽车的操纵稳定性。

基于液压制动轮缸压力估算的车辆电子稳定性程序控制算法

提出了基于查询方式的车辆液压制动轮缸压力估算算法,设计了基于压力反馈的ESP制动执行器控制算法。采用硬件在环试验方法建立了轮缸增、减压电磁阀占空比与轮缸压力的关系。试验表明:轮缸压力的估算值与实际值有很好的一致性;基于估算压力反馈的ESP能有效改善汽车在极限转向工况下的操纵稳定性。

基于多体动力学的ESP控制系统联合仿真

该文基于多体动力学软件MSC.ADAMS/Car,建立了含有防抱死制动子系统的整车动力学模型,根据汽车稳定性控制的基本原理,运用模糊控制和比例积分微分控制理论设计了电子稳定性程序(ESP)控制系统。在MATLAB/Simulink环境下,建立了ESP控制系统和车辆动力学模型的联合仿真模型,并进行多种工况下的汽车操纵稳定性仿真试验。结果表明,所设计的ESP控制系统能有效地控制汽车的侧向加速度,且轨迹跟随性较好。

方向盘转角传感器研究进展

方向盘转角传感器是汽车动力学稳定性控制(electronic stability program,ESP)系统的重要组成部分,其精度和稳定性直接关系着行车安全。传统的方向盘转角传感器基于多种原理,如,光电效应、霍尔效应、磁阻效应、电阻分压效应等。根据原始信号编/解码方式的不同,转角传感器可以分为绝对值转角传感器和相对值转角传感器。目前,又出现了一些新型的方向盘转角传感器,如,AMR,GMR方向盘转角传感器等,介绍了这些新型传感器的一些性能参数。

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。

用于电子稳定程序的汽车模型和控制策略

电子稳定程序(ElectronicStabilityProgram)是行驶车辆的一种主动安全系统,它综合了制动防抱死系统,驱动力控制系统和横摆力矩控制系统,使行驶车辆的安全性得到很大的提高。本文首先建立用于电子稳定程序的汽车模型,包括车身模型、悬架模型、转向模型、轮胎模型、制动系统模型、发动机模型和传动系模型。然后建立了主动横摆控制的控制逻辑,通过加入制动防抱死系统和牵引力控制系统,构成了电子稳定程序的控制逻辑。最后对移线运动、紧急转向、制动转向、驱动转向4个典型的工况进行仿真,从而验证了电子稳定程序控制逻辑的正确性。

车辆电子稳定性程序神经网络PID控制算法

设计了面向车辆操纵稳定性控制的车轮制动神经网络PID控制器参数自调整算法,介绍了自行研制的车辆ESP硬件在环试验平台,采用该平台进行了控制算法的台架试验。结果表明:ESP神经网络PID控制算法能有效防止极限工况下车辆丧失操纵稳定性,显著改善车辆的主动安全性。

跨超、高超声速风洞模型动导数试验技术研究

介绍了气动中心高速所为航空航天飞行器所开展的动导数试验技术研究,主要包括高速大攻角动导数试验技术、再入体模型配平状态动导数试验技术及基于气体轴承的高超声速风洞模型滚转阻尼导数试验技术。阐述了这些试验技术的试验设备及测试系统,给出了典型的试验结果。

车辆动力学集成控制综述

首先对车辆动力学集成控制的发展和研究进行了全面回顾,然后对集成控制系统的协调策略进行了总结。为进一步提高车辆主动安全性的潜力,未来研究的重点仍将是对转向和制动/驱动的集成控制,其中一个典型的研究问题是在考虑轮胎和车辆非线性以及执行器限制条件的基础上,将车辆稳定控制力/力矩最优地分配到每个车轮/轮胎上。显然,随着未来线控驾驶以及新型可控系统的广泛应用,车辆动力学控制的集成化必然成为发展趋势。

基于动力学仿真的特种车辆操纵稳定性试验方法研究

为研究和制定特种车辆操纵稳定性试验方法,在参照相关国家标准和国际标准的基础上,针对其具体特点,通过整车动力学建模、操纵稳定性仿真、仿真数据处理及计分评价等多工况全流程的动力学仿真计算,分析确立了特种车辆操纵稳定性试验的关键参数,提出了试验方法。经实车验证试验,表明了试验方法的可行性以及通过动力学仿真手段提出的试验方法可以满足特种车辆操纵稳定性试验和计分评价要求。

轿车混合动力总成控制系统的开发与试验研究

为实现混合动力电动轿车的能量管理和状态切换问题,开发了国内具有全部自主知识产权的混合动力汽车动力总成的综合控制系统。详细介绍了混合动力汽车动力总成控制系统的组成与功能。混合动力汽车动力总成控制系统在动态试验台上进行了大量全面的试验。最后,给出了混合动力汽车动力总成控制系统在动态试验台上的试验结果。从试验结果可以看出,混合动力汽车动力总成控制系统的控制措施是有效的。

主动脉冲转向的横摆稳定性分析与试验研究

提出了一种后轮脉冲主动转向控制策略,运用脉冲信号作为控制器输出的后轮主动转向控制方法,对此做了理论分析和试验研究.首先,设计了产生脉冲信号的液压系统,并分析了此系统的运行对悬架参数和车辆稳态和瞬态响应的影响;分析不同脉冲参数(频率,振幅)对车辆横摆运动的影响并确定最优的脉冲参数.其次,综合跟随理想横摆角速度和抑制汽车质心侧偏角的方法,提出了控制策略与算法;运用基于CarSim和Simulink的联合仿真方法,分析此系统对汽车横摆稳定性能的影响;最后,安装液压脉冲发生器进行整车试验研究,验证仿真结果的可信性,并评价后轮脉冲转向的实用性.仿真和试验结果表明:后轮脉冲主动转向能够有效的跟踪横摆角速度和质心侧偏角提高车辆的横摆稳定性,同时可以减少质心侧倾角和侧向加速度,提高汽车的操纵稳定性.

基于台架试验的电控液压制动系统动态特性

分析了电控液压制动系统结构组成及工作原理,针对系统动态响应特性,利用开发的数据采集电控系统试验台,在Codewarrior开发环境下编写测试程序并嵌入系统电子控制单元,进行了系统典型工况的增压、减压和保压特性试验,获得了系统在典型工况下的压力变化特性。结果表明:系统压力动态响应和可控性良好,能够应用于车辆底盘集成控制系统中,可为理论研究、控制策略开发和实车试验提供重要参考价值。

利用GPS技术进行汽车运动稳定性测试技术研究

在分析汽车运动稳定性特征的基础上,利用GPS定位技术开展了汽车运动稳定性检测和校准的关键技术研究。从目标任务、技术路线、系统结构等方面进行了描述,尤其较为详细地论述了系统软件的功能及特性,介绍了研究实验与行驶轨迹、速度、加速度、方位等汽车运动稳定性参量的现场测试,取得的结果为科学评价汽车运动稳定性提供了技术支持。

基于计算机测控的汽车ABS台架试验系统的研制

针对目前教学和科研用ABS试验台存在的不足,根据机电混合模拟理论[1,2],分析建立了汽车运动惯量和道路制动力台架电模拟数学模型,以Labview软件为平台,运用动态链接库技术,设计了新型ABS试验台。该试验台可对被测车辆的运动惯量、附着系数进行在线调整,模拟精确,操作方便。