Study on Steering Control Strategy for High-Speed Tracked Vehicle with Hydrostatic Drive

Steering control strategy for high-speed tracked vehicle with hydrostatic drive is designed based on analyzing the fundamental steering theories of the hydrostatic drive tracked vehicle. The strategy is completed by the cooperation between integrated steering control unit and pump ＆ motor displacement controller. The steering simulation is conducted by using Simulink of Matlab. It is indicated that this steering control strategy can reduce the average vehicle speed automatically to achieve the driver＇s expected steering radius exactly in the case of en- suring not exceeding the system pressure threshold and no sideslip.

H∞ control of novel active steering integrated with electric power steering function

Based on the traditional active steering system, a novel active steering system integrated with electric power steering function was introduced, which can achieve the functions of both active steering and electric power steering. In view of the interference from road random signal and sensor noise in the novel active steering system, the H∞ control model of the novel active steering system was built. With satisfying steering feel, good robust performance and steering stability being the control objectives, the H∞ controller for the novel active front steering (AFS) system was designed. The simulation results show that the novel AFS system with H∞ control strategy can attenuate the road interference quickly, and there is no resonance peak in the bode diagram. It can make the driver obtain more useful information in the low frequency range, and attenuate the road interference better in the high frequency range, thus the driver can get more satisfying road feeling. Therefore, the designed H∞ controller can synthesize the advantages of both robust performance and robust stability, and has certain contribution to the design of novel AFS system.

Adaptive coordinated control of engine speed and battery charging voltage

In this paper, the control problem of auxiliary power unit （APU） for hybrid electric vehicles is investigated. An adaptive controller is provided to achieve the coordinated control between the engine speed and the battery charging voltage. The proposed adaptive coordinated control laws for the throttle angle of the engine and the voltage of the power-converter can guarantee not only the asymptotic tracking performance of the engine speed and the regulation of the battery charging voltage, but also the robust stability of the closed loop system under external load changes. Simulation results are given to verify the performance of the proposed adaptive controller.

基于线控底盘的无人驾驶轨迹跟踪控制研究

为提高结构化工况下无人驾驶汽车轨迹跟踪的精确性,提出一种融合纵向车速跟踪控制器的预瞄轨迹跟踪控制算法。针对四轮转向的特性,基于传统纯跟踪算法设计了四轮转向纯跟踪控制模型;针对纯跟踪算法跟踪效果受车速影响较大的缺陷,设计了纵向车速跟踪控制器并采用n维插值表方式在不同曲率处设置不同车速;将四轮转向纯跟踪算法融合纵向车速跟踪控制器,以达到更好的跟踪效果。仿真与实车试验表明,试验平台可较精确地跟踪规划轨迹并平稳抵达目标终点,实车轨迹跟踪过程中最大横向误差控制在0.497m。

基于扭矩闭环的人-车协同转向舒适性控制策略研究

为了解决传统电动助力转向系统在变路面附着系数以及载荷变化工况下方向盘力矩的变化影响驾驶员舒适性的问题,提出了一种基于修正线性三自由度动力学模型的扭矩闭环人-车协同转向舒适性控制策略。首先,通过驾驶员风格辨识建立横摆角速度与车速、方向盘力矩的非线性关系;其次,根据此非线性关系与操纵动力学稳态特性得到驾驶员期望回正力矩,再通过考虑车厢侧倾以及悬架导向装置变形的修正线性三自由度模型和轮胎模型对回正力矩进行精确计算,进而构建扭矩闭环控制器;然后,经扭矩闭环控制器计算得到的补偿助力力矩与基本助力力矩进行叠加获得最终的控制力矩。最后,通过Matlab/Simulink软件建立扭矩闭环系统仿真模型,验证了修正动力学模型的准确性,同时也验证了所提出的控制策略能有效减小方向盘力矩的波动,提升了驾驶员的舒适性。

Control strategy of a novel electric power steering system integrated with active front steering function

A novel electric power steering system(EPS) integrated with active front steering(AFS) is developed.It has functions of both AFS system and EPS system with two actuator units:the AFS actuator unit and the EPS actuator unit.The AFS actuator unit controls the displacement transfer behavior of the steering system,and improves the handling stability under adverse road conditions by varying the steering ratio directly related to the speed and road conditions.The EPS actuator unit controls the force transfer behavior of the steering system,and improves the steering portability and road feel of the vehicle.Based on a dynamic model,the mixed H2/H∞ control strategy of the EPS actuator and the active steering intervention control strategy of the AFS actuator are designed.The simulation indicates that the novel EPS system with the designed control strategies has obvious advantages in vehicle handling stability and the driver's road feel over the traditional EPS system,and extends the vehicle's steering performance.

基于GPS的农业机械自动导航系统的研究与设计

农机自动导航技术在国内外得到了广泛应用,是农业机械从机械化向智能化转变,从传统作业模式向新型作业模式的重要转折。以高精度的GPS作为定位传感器,针对农业机械作业场景以及作业特点,对农机自动转向控制方法以及车辆速度控制系统进行了设计和模拟仿真研究实验。

汽车电动助力转向系统的H_∞控制研究

在对汽车电动助力转向系统 (EPS)进行分析的基础上 ,构建出系统模型 ,设计出鲁棒性好的H∞ 控制器 ,并在多种环境下进行了仿真研究。仿真结果表明 ,基于H∞ 控制的EPS具有较强的鲁棒性 ,在改善转向系统操纵性的同时 ,可保证驾驶员能获得较满意的路感 。

电动助力转向系统建模与补偿控制策略

分析了电动助力转向系统各组成部分的数学模型,建立了基于Matlab/Simulink的电动助力转向系统仿真模型。构建了电动助力转向系统的两层控制策略,上层控制策略采用基本助力控制和补偿控制的方法确定目标电流,下层控制策略通过PID调节器完成对目标电流的准确跟踪控制。仿真结果表明,设计的控制策略解决了转向轻便性和路感的问题,同时改善了转向的动态效果和回正能力。

汽车电动助力转向系统转向盘转矩直接控制策略

为改善汽车转向轻便性和路感的问题,设计了以转向盘转矩为控制目标的电动助力转向系统。在分析电动助力转向系统数学模型的基础上,建立了基于Simulink的电动助力转向系统仿真模型。仿真结果表明,所设计的电动助力转向系统,在改善转向轻便性和路感问题的同时,控制性能不受系统参数变化的影响,具有稳定的转向盘转矩特性。

电动助力转向系统的建模及控制

介绍了基于笛卡儿坐标的电动助力转向系统的多刚体动力学模型 ,并联合轮胎转向模型及整车二自由度转向模型 ,建立了用于汽车转向特性分析的动力学模型 ,通过对模型的求解证明了其正确性。在该模型基础上采用 PD控制器对电机助力进行控制 ,仿真结果表明 ,该方法能初步解决转向轻便与灵活的问题。为今后进一步的控制研究和设计制造打下了基础。

电动助力转向主动回正控制方法

提出了一种无转向盘转角传感器的主动回正控制方法,并以软件形式附加在电动助力转向系统控制程序中,以达到不需要附加系统元件就能改善汽车的回正性能的目的。实车试验结果表明:无转角传感器的主动回正控制方法能够有效地改善汽车的回正性能,有较好的实际应用价值。

履带车辆液压机械差速转向系统控制策略

为了准确实现驾驶员转向意图,解决履带车辆液压机械差速转向系统转向行驶控制问题,该文在对液压机械差速转向系统工作原理进行分析的基础上,运用动力学理论和模块化方法,推导了液压机械差速转向系统动力学方程,建立了系统数学模型。根据履带车辆转向行驶理论和转向安全要求,结合系统数学模型,设计了一种履带车辆液压机械差速转向系统控制策略,通过控制单元与液压泵排量控制器相互配合实现转向控制。仿真结果表明,所设计的液压机械差速转向系统控制策略安全有效,能准确实现驾驶员转向意图。

多段式自动泊车路径规划及其关键技术

为了设计一种在泊车过程中较连贯且计算量少的泊车路径,提出了泊车过程中方向盘匀速转动的策略。首先推导出车辆低速行驶时,匀速转动方向盘时后轴中心点的运动轨迹。然后将泊车过程分为5个阶段,按照避障条件求解出最优化的路径参数。设计了基于PID闭环反馈的车速控制系统,并通过试验得出实际车速对预期车速的跟踪效果良好的结论。通过泊车控制器模拟出EPS控制器需要的转矩传感器信号,设计了方向盘转速控制系统,利用系统辨识的方法得到转矩与转速的关系,并通过试验发现辨识得到的转矩与实际转矩的拟合度在96%以上。通过比较五段式泊车和两段式泊车过程中的车速、转角、油门控制量、刹车控制量随时间的变化关系,可以看出五段式泊车过程更加连贯。

基于Pure Pursuit算法的智能车路径跟踪

为了实现智能车路径跟踪,根据电子式助力转向系统的工作原理,对北京工业大学智能车BJUT-IV的转向系统进行设计.根据车辆参数和车速确定预瞄距离,并通过车辆与规划路径间存在的位置关系确定预瞄点,采用Pure Pursuit算法计算出前轮偏角控制量.建立车辆横向运动学模型,并在Matlab上进行了路径跟踪仿真实验.最后,与GPS相融合,根据GPS提供的车体位置信息,在校园规定线路对路径跟踪算法进行验证.实验结果表明:该算法跟踪偏差较小且前轮摆动幅度适中,确保了车辆在行驶过程中的稳定性.

电动助力转向系统回正控制研究

根据转向系统的回正特性,针对现有的电动助力转向系统模型在回正控制中的不足,提出了新的回正控制算法。借助专家控制器,实现了不同转向状态下控制策略的变换,即将常规助力控制和回正控制算法结合,采用控制器的辨识算法和监督算法构成闭环系统,使转向行程判断准确,实时性好。在此基础上,设计了新型的试验台架,可以更好地模拟车轮转向过程。结果表明,采用该回正控制策略能获得较好的回正性能,同时提高了转向系统的稳定性。

电子差速履带车辆转向转矩神经网络PID控制

根据电子差速履带车辆转向动力学和运动学分析,提出一种电子差速履带车辆转向转矩模拟神经网络PID(ANNPID)控制策略,由双电动机转向转矩协调控制、ANNPID控制和感应电动机转矩控制组成。通过建立双感应电动机独立驱动履带车辆电子差速转向控制系统,实现基于ANNPID控制的转向转矩协调分配和基于模型参考自适应控制(MRAC)的感应电动机间接磁场定向(IFOC)转矩控制。采用该策略,在不同转向半径的行驶转向工况、0.5B半径转向工况和中心转向工况下的实车试验结果表明,低速转向具有较好的操控性能。

电动助力转向综合前馈和模糊PID反馈的电流控制算法

针对电动助力转向中的电流跟随控制问题,通过建立系统数学模型,分析系统型别,研究了常规PID控制和模糊PID控制在电流控制中的不足,采用前馈和反馈综合控制的思想,提出了综合前馈和模糊PID反馈的电流控制算法。通过实验对比表明,前馈和模糊PID反馈的综合控制方法可显著提高电流跟随控制的稳定性、快速性和准确性。

基于转向轻便性及回正性能设计的EPS应用

在建立电动助力转向系统(Electric power steering system,EPS)数学模型的基础上,将方向盘转矩传感器测得的转矩信号和估算的转向盘转角值相结合以判断转向的状态,然后运用模糊比例微分(Proportion derivative,PD)控制进行常规助力控制或回正控制。仿真结果表明,原地和低速条件下转向盘操纵转矩明显降低,车辆回正性能显著提高。并通过相关的软、硬件设计实现所设计的控制策略。为检验控制策略合理性和控制软件可行性以及自主设计控制单元(Electronic control unit,ECU)的可靠性,参照相关国家标准,进行无助力、自主研发的EPS实车对比试验,试验结果与仿真结果相吻合。

LQG理论的电动助力转向系统最优控制

通过建立电动助力转向系统的数学模型和计入随机干扰的受控系统状态空间表达式,应用极小值原理设计了线性二次型高斯状态反馈控制器,并基于最优估计理论设计了离散型Kalman滤波器。最后进行了仿真分析,其结果表明采用这种最优控制方法能有效地抑制路面随机激励、转矩传感器的量测噪声、模型参数不确定所引起的干扰以及减少转向盘的振动,使驾驶员获得较满意的路感,设计的最优控制器使闭环系统有较强的鲁棒性,提高汽车的操纵性能。