汽车电子机械制动系统的ABS自抗扰控制

为解决传统车辆液压制动系统响应滞后、ABS存在滑移率非线性等问题,设计了一种“行星齿轮减速机构+滚珠丝杠+活塞”的电子机械制动执行器方案,提出一种基于滑移率的ABS自抗扰控制策略,使电子机械制动系统能够快速、准确地调节各个车轮的制动力,有效满足ABS的要求。运用Matlab/Simulink验证执行器的响应性能,分别在2种路面工况下进行ABS制动过程的仿真。研究结果表明:自抗扰控制对于系统内外部扰动具有较强的鲁棒性,能保证车辆的前、后轮滑移率更快稳定在目标滑移率处,有效减少了车辆的制动时间与制动距离。

基于变量马达控制的喷雾机驱动防滑系统设计与试验

高地隙自走式喷雾机因其作业环境复杂易产生车轮滑转,影响静液压驱动系统流量及压力稳定性,严重时导致整机失去通过性能,故须进行防滑控制,保证其具备驱动稳定性和脱困能力。本文提出一种高地隙自走式喷雾机静液压驱动系统防滑控制方法,采用双线性模型定义滑转率与附着系数之间的关系,设计了滑模控制器,并通过田间非道路试验验证了驱动防滑系统的控制性能。试验结果表明,该系统可将喷雾机滑转率控制在0.15以内。在起步加速与匀速工况下,喷雾机滑转率均值为0.020和0.019;在越沟工况下,可2 s内实现整机快速脱困。以上结果验证了所设计的喷雾机滑模驱动防滑系统具有良好的防滑性能,能够保证喷雾机在典型工况下平稳行驶,有效减少了地面不利条件对整机行驶稳定性的影响。

基于AMESim-Matlab联合仿真的拖拉机耕深控制研究

在拖拉机电控液压耕深控制系统的研究中提出力位综合-滑转率的联合控制方法及控制策略,加入滑转率监测控制,在最优滑转率区间允许范围内调节耕深。搭建电控液压悬挂的液压物理模型,并建立仿真模型,设计滑转率模糊控制器、力位综合模糊PID控制器,试验研究基于滑转率逻辑门限的多参数控制效果。试验结果表明在超出滑转率逻辑门限值时系统有较好的响应效果,对滑转率的变化有较优的跟随效果,为拖拉机耕深控制系统多参数控制提供理论基础。

井下四驱电动运料车最优滑转率控制研究

针对井下矿用四驱电动运料车续航里程不足的情况,对影响因子滑转率进行研究,通过对驱动电机的电压、电流、编码器等参数进行计算,实时识别出四驱电动运料车的最优滑转率,然后根据实际道路情况,通过模糊控制器将车辆的滑转率控制在最优滑转率附近,最后通过软件进行了仿真。结果表明,该模糊控制器能够将实际滑转率控制在最优滑转率附近,降低不必要的轮胎摩擦损耗,实现节能目的,为解决井下四驱电动运料车续航里程不足问题提供了新的解决方案。

基于非线性MPC的电动赛车驱动防滑控制

文章采用非线性模型预测控制(model predictive control,MPC)方法实现轮边驱动电动赛车的驱动防滑控制。为了实现电动赛车良好的纵向加速和轮胎抓地性能,将车轮滑移稳定区作为非线性模型预测时域约束,建立轮边电机滑移率控制模型;结合赛车空气动力学套件和轮胎特性,在MATLAB/Simulink软件中建立驱动防滑模型成本函数来平衡目标滑移率、目标扭矩变化率和最大扭矩限制等多个目标;通过CarSim和MATLAB/Simulink的联合仿真并结合半实物在环台架试验验证模型的有效性和可靠性。联合仿真和试验验证结果表明,该文方法可以有效地提升赛车的纵向性能。

Aircraft Electric Anti-skid Braking System Based on Fuzzy-PID Controller with Parameter Self-adjustment Feature

The principle of electric braking system is analyzed and an anti-skid braking system based on the slip rate control is proposed.The fuzzy-PID controller with parameter self-adjustment feature is designed for the anti-skid braking system.The dynamic model of aircraft ground braking is established in the simulation environment of MATLAB/SIMULINK,and simulation results of dry runway and wet runway are presented.The results show that the fuzzy-PID controller with parameter self-adjustment feature for the electric anti-skid braking system keeps working in the state of stability and the brake efficiencies are increased to 93%on dry runway and 82%on wet runway respectively.

泰勒级数前馈迟滞补偿电液复合ABS滑移率控制

为改善滑移率的控制效果,提出一种泰勒级数前馈迟滞补偿电液复合防抱死制动系统(anti-locked braking system, ABS)的滑移率控制策略.以滑移率和滑移率的积分为控制目标,设计ABS的滑移率控制器,使被控系统获得最优性能的同时,增加系统的鲁棒性.利用泰勒级数和跟踪微分器预估电子液压制动系统的迟滞补偿量,采用电磁制动力矩进行迟滞补偿.在高附着路面和跃变路面制动工况下,考虑电子液压制动系统迟滞特性,分别对泰勒级数前馈迟滞补偿电液复合ABS的滑移率控制和电子液压制动系统单独实现ABS的滑移率控制进行了仿真对比,分析了迟滞特性对制动性能的影响和2种ABS控制的性能.结果表明:基于电磁制动迟滞补偿的复合ABS控制能够有效提高汽车ABS的滑移率精度和响应速度,改善制动性能.

电动车ABS滑移率识别的控制系统研究

本文论述了电动车的ABS制动系统的重要性,分析了ABS制动系统的工作原理。根据目前的最佳滑移率0.2作为不同路面的最佳滑移率,提出了ABS滑移率识别的模糊控制策略,这种控制策略是在车辆在行驶过程中,每个车轮的附着系数的不同,通过模糊控制系统中的路面附着系数计算滑移率模块,计算出实时的每个车轮的最佳滑移率,并且将车轮滑移率控制在此滑移率附近。结果表明可以提高ABS制动系统的制动效果。

变目标滑转率-位置双参数耕深控制方法研究

结合拖拉机作业特点及电液悬挂系统特点,提出以Smith-模糊PID控制算法为核心的变目标滑转率-位置综合控制方案。设计了拖拉机电液悬挂系统变目标滑转率-位置综合控制方案,并阐明其工作原理,设计了Smith-模糊PID控制器。为验证控制方案的性能,搭建了控制系统田间试验平台,开展了田间试验。结果表明:Smith-模糊PID控制算法对于田间作业环境具有更强的适应性,抗干扰性更好,能够满足拖拉机田间作业的需求;变目标滑转率-位置综合控制系统所得的耕深和滑转率变化更加稳定,具有更好的控制性能,能够根据不同的土壤类型实时调整,对田间复杂作业环境的适应性更强,可为耕深控制方法的研究提供参考。

基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制仿真

仿真分析了基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制算法。首先建立系统的数学模型,并用Matlab/Simulink建立计算机仿真模型。然后设计系统的模糊控制器,进一步根据系统的数学模型进行了仿真分析,观察控制效果。同时用PID控制算法、模糊PID控制算法进行仿真,分别进行响应性、抗干扰、适应性的对比分析,结果表明,模糊PID和模糊控制算法较为合适,两者控制效果近似,但是模糊PID控制算法需要更多的变量,更为复杂。

用于车辆稳定性控制的直接横摆力矩及车轮变滑移率联合控制研究

设计基于最优控制理论的横摆力矩控制策略和适用于复杂工况的制动力分配策略;设计基于模糊控制理论的滑移率分配算法并提出使横摆力矩控制和变滑移率控制协同工作的方法;最后通过转向盘的阶跃输入和正弦输入工况验证制动力分配策略的正确性和联合控制的有效性。

4WD电动车的滑转率识别及防滑控制

实时地根据路面附着状况选择最优的滑转率控制目标是电动车防滑控制策略的关键.文中针对双转子电机四轮驱动电动车的特点,采用自适应Kalman滤波估计车速信息和轮胎驱动力信息,并利用该信息实时计算附着率-滑转率曲线的斜率,以对路面附着状况进行准确评估.然后以估计的路面信息和踏板输入信息为模糊控制器输入,利用带速度修正因子的模糊控制方法对驱动电机输出转矩进行控制,以提高电动车在各种道路条件下最大限度地利用附着系数的能力,获得最佳的驱动防滑控制效果.

四轮独立驱动电动车控制系统设计与研究

四轮独立驱动电动汽车由于采用4个轮毂电机作为驱动电机,车轮的转速和转矩可以通过电机反馈得出,能够实现单个车轮的独立控制,在车辆控制策略制定、主动控制安全和制动能量回馈等方面具有明显优势。通过驱动力矩和和制动力矩的合理计算和分配控制以达到提高整车经济性能的目的;通过轮速补偿估算策略,使得四轮独立驱动电动车的滑转率计算更加准确,对于提高车辆行驶安全性具有十分重要的价值。

飞机防滑刹车系统控制器优化设计

防滑刹车系统的优化,对飞机起飞、安全着陆起着重要的作用,刹车系统性能的好坏直接影响到飞机及机载人员的安全。飞机着陆过程是一个强非线性和时变性的过程,工作环境复杂,会受到各种外部因素和内部不稳定因素影响。为了提高某型飞机刹车效率及刹车过程的稳定性,针对传统防滑刹车控制器所存在的低速打滑及抗随机干扰能力不足的问题,依据估计补偿不确定因素控制技术的思想,进行了自抗扰控制器的设计,利用数值仿真,选取一组合适的控制器参数,并在相同的条件下与现行国内装机运行最多的带压力偏调的PID控制器进行比较。结果表明,ADRC可以有效地提高刹车过程的动态特性,具有较强的鲁棒性,能够满足更高的安全要求,为飞机防滑刹车系统的优化提供了科学依据。

基于动力学分析的深海履带式采矿车行走打滑控制

在分析我国深海底海泥特性的基础上,利用膨润土模拟海泥,得到深海履带式采矿车牵引力和打滑率之间的关系。牵引力随打滑率增加而急剧减小,最终稳定在30 kN。通过对推土阻力、压实阻力、转弯阻力、水阻力的理论分析,建立履带式采矿车的动力学模型,提出了采矿车直线行走时打滑率i应≤20%的控制要求,并设计带模糊PID控制器的打滑率控制系统。利用Simulink软件,对控制系统进行仿真。仿真结果表明,所设计的打滑控制系统能够满足深海履带式采矿车行走控制要求,打滑率控制响应速度快、稳态性好,保证采矿车良好的动力性能。

一种新型ABS控制策略的仿真研究

提出了一种依据刹车力矩增量和附着力矩增量的关系确定刹车力矩从而保证ABS工作在最优点的自寻优方法,该方法用于控制的刹车力矩是由当前时刻的刹车力矩、一个正弦信号和一个阻尼项组成。将这一控制策略用于单轮汽车模型,在不同路面状况下进行的计算机仿真验证了该控制策略在ABS应用中的可行性和有效性。

采用横摆力矩优化分配方法的车辆稳定性控制系统

为提高车辆的操纵稳定性,设计了采用横摆力矩优化分配方法的车辆稳定性控制系统。控制系统的上层采用基于最优理论的横摆力矩控制器,该控制器根据校正横摆力矩来计算目标控制车轮的参考滑移率;下层是PID控制器,它跟踪上层控制器的参考滑移率,对目标车轮施加制动力矩从而使车辆稳定。采用八自由度非线性车辆模型在不同工况下进行仿真,结果表明所设计的控制系统能够有效地改善车辆的操纵稳定性。

前轮滑移率对汽车的制动效能和方向稳定性分析

针对极限工况下汽车的制动效能和方向稳定性问题,基于Matlab/Simulink建立八自由度整车模型以及HSRI轮胎模型,分析了前轴两轮胎分别在单独制动过程中车轮的目标滑移率对车辆横摆力矩所产生的影响。通过对开路面和JTurn两种典型极限工况下的实车实验,表明设定较大的外前轮目标滑移率可提高车辆的制动效能,但其制动方向稳定性较差。在保证车辆具有较好的制动稳定性前提下,适当的增大外前轮目标滑移率的门限值可使车辆获得更好的制动性能,但所设定的滑移率门限值不应超过0.12。

基于滑模变结构控制的车辆动力学稳定性控制研究

提出了车辆动力学稳定性控制的控制目标,基于滑模变结构控制理论,并综合考虑主动制动车轮的滑移率对车辆稳定性的影响,设计了车辆动力学稳定性控制器;基于ADAMS/Car和MATLAB/Simulink联合仿真平台,分别采用阶跃转向工况和单移线工况进行了联合仿真,验证了该控制器的正确性。研究成果为实际车辆动力学稳定性控制系统设计提供了理论依据。

电动汽车永磁无刷轮毂电机控制策略建模

针对轮毂电机的独立控制问题进行研究,分析轮毂电机的基本结构和类型,建立了无减速机构的轮毂电机动力学计算模型,探讨轮毂电机电磁转矩的控制方法。在理论分析的基础上,建立了轮毂电机的直接转矩控制方法模型、车辆控制模型和地面负载输入模型,研究不同路面情况和控制转矩输入下,轮毂电机的滑移率和轮速的差异性关系以及制动过程中定转子间隙变形情况,选择了合适的轮毂电机制动控制方法。仿真和试验结果表明,轮毂电机的转矩控制方法具有控制精度高、响应迅速的特点,搭载轮毂电机的电动汽车具有良好的操纵稳定性。