汽车线控转向系统自适应变增益传动比设计

转向传动比是影响车辆主动安全性及操纵稳定性的重要因素。为改善线控转向车辆在低附着系数路面下的转向特性,设计了随路面附着系数和车速变化而自适应调整的变增益传动比。建立汽车二自由度模型,分析影响横摆角速度增益的因素,并通过仿真得到影响因素与增益之间的数据关系。采用Min-Max归一化方法,将影响因素与横摆角速度增益之间的数据进行预处理,构建神经网络数据集;设计蛇算法优化的BP神经网络(SO-BP),利用预处理后的数据集对SO-BP神经网络进行训练,由此动态获取变横摆角速度增益。采用变横摆角速度增益与侧向加速度增益按比例综合的策略,设计线控转向变增益传动比。利用Simulink-CarSim搭建线控转向整车模型,分别在高附着系数路面双移线工况和低附着系数路面角阶跃工况下,将所设计的变增益传动比与传统定增益传动比进行对比分析。结果表明:高附着系数路面条件下,两种传动比车辆的行驶轨迹误差保持在3%以内,而变增益传动比车辆的转向盘转角峰值降低了9.1%;低附着系数路面条件下,变增益传动比车辆在中低车速下的横摆角速度稳态值降低了22.3%、峰值降低了24.6%,中高车速下的横摆角速度稳态值降低了6.6%、峰值降低了10.8%。变增益传动比不仅可以提高车辆在高附着系数路面上的转向灵敏度,也改善了在低附着系数路面上行驶的安全性与操纵性。

基于决策树算法的风力发电机组偏航控制系统设计

风力发电机组偏航系统对风力控制方面效果欠佳,为提升风能利用率与发电效益,将决策树作为基本算法,构建风力发电机组偏航控制系统。整合信号采集、位置伺服和偏航传动等物理装置单元,建立偏航控制系统的硬件结构。基于决策树算法,综合考虑滞后性、机械损耗等影响因素,设计偏航控制规则提取、叶轮侧对风向及自动解缆等系统的软件控制程序。将系统应用于搭建的大型风力发电机组仿真模型中开展实验,通过对比风向角度呈线性递增过程中,控制前后偏航电机启动脉冲、发电机功率与风力机转速以及偏航角度等模拟数据发现,各项参数均与风向角度有较强关联性。偏航角度的曲线斜率无限接近1,与风向角度的等量线性关系显著。结果表明,该系统能提升机组的发电效率与偏航控制效率,能快速、精准地实现风力发电机组偏航控制。

线控转向汽车横摆角速度增益优化设计

为了解决汽车线控转向系统(SBW)转向角传动比的设计问题,对SBW汽车横摆角速度增益值优化方法进行了研究。在建立整车动力学模型和驾驶员模型的基础上,从人-车闭环系统角度出发,采用汽车操纵稳定性综合评价体系中的轨迹跟踪误差评价指标、驾驶员操纵负担的评价指标、侧翻危险性评价指标和侧滑危险性评价指标并与遗传算法相结合,在典型车速下对汽车横摆角速度增益值进行了优化。试验结果表明,采用优化后横摆角速度增益值设计的SBW转向传动比可有效地提高汽车操纵性,减轻驾驶员负担。

基于横摆角速度增益的动态转向系统可变传动比

以汽车动力学模型为基础,提出了一种保证汽车转向横摆角速度增益不变,以车速和前轮转角来确定车辆动态转向系统理想传动比的方法,并进行了实例计算和分析。结果表明,利用该方法确定的理想传动比保证了汽车转向增益不变,减轻了驾驶员的负担。

横摆角速度反馈汽车转向控制的理论研究

从理论上研究了具有横摆角速度反馈特性的汽车转向控制系统 ,对横摆角速度反馈控制、定增益形式横摆角速度反馈控制进行了系统研究和综合比较 ,横摆角速度反馈不但使横摆角速度响应的带宽增大 ,而且同时使横摆角速度阻尼增大 ,并减小车辆重心侧偏角的稳态增益和侧向加速度超调量 ,使得转向运动更加平稳、方向性得到一定程度的改善。另外 ,研究表明两种前轮转向控制方法对高速工况下的车辆和过度转向车辆的作用非常明显 。

四轮线控转向横摆角速度反馈控制策略研究

为了改善传统四轮转向系统的不足,研究了四轮线控转向系统的横摆角速度反馈控制策略。后轮进行横摆角速度反馈使稳态质心侧偏角极小,并且将车辆横摆和侧偏运动解耦;前轮进行横摆角速度反馈,通过调整反馈系数来预定横摆运动的时间常数,增加转向增益,改善横摆角速度的响应特性。阶跃响应和频率响应等的仿真结果表明,提出的四轮横摆角速度反馈控制策略改善了传统四轮转向的不足转向趋势,缩短了反应时间,提高了驾驶员精确控制车辆的能力,从而提高了操纵稳定性。

四轮轮毂电机电动汽车固定横摆角速度增益控制研究

基于四轮轮毂电机电动汽车,对固定横摆角速度增益控制问题进行了研究。首先在Car Sim中建立线控转向汽车模型,应用Isight软件对固定横摆角速度增益进行优化设计。根据四轮轮毂电机电动汽车四轮驱/制动力矩独立可控的优势,基于模糊PI控制理论设计了附加横摆力矩决策控制器。采用驱/制动力规则分配方法对四轮驱/制动力进行合理分配;并通过Car Sim与Simulink联合仿真,选取中低车速变车速蛇形试验工况和高速双移线工况对控制方法进行了验证。结果表明:控制后汽车能够很好地跟踪期望横摆角速度,减轻驾驶员转向负担,有效地提高了汽车低速转向灵敏性、高速转向操纵稳定性和转向行驶舒适性。

双半挂汽车列车操纵稳定性分析

分析车辆参数变化对双半挂汽车列车操纵稳定性的影响.提出新的建模分析方法,建立双半挂汽车列车三质心四自由度线性单轨模型.在牵引车前轮角阶跃输入下,运用Matlab软件求解动力学状态方程,得到稳态响应评价中3个车辆单元的稳态横摆角速度增益表达式和不足转向梯度表达式,以及3个车辆单元两两之间的稳态相对增益表达式.分析载荷量和鞍座位置等车辆结构参数对3个车辆单元不足转向梯度的影响,分析不足转向梯度、质心位置和鞍座位置变化对3个稳态相对增益表达式的影响.结果表明,当载荷增加时,须恰当调整2个鞍座的位置,确保3个车辆单元处于不足转向的状态,使汽车列车行驶状态良好.研究结果为双半挂汽车列车的结构参数设计和操纵稳定性改善提供了理论基础.

主动式可变转向系统的结构设计及控制

为了实现转向系统的转向比随车速变化始终处于理想状态,满足汽车行驶在低速时的操纵灵活性和高速时的操纵稳定性的需求,提出一种主动式可变转向系统。通过换挡减速箱和传动变速箱机构协同控制来保障汽车的期望横摆角速度增益始终处于稳定范围。该系统不仅能够实现转向传动比与车速变化的协调,还能减少驾驶员对汽车转向特性变化的补偿修正。该系统可以极大地提高汽车转向操控性能的舒适性和精确性。

线控转向系统理想传动比设计

线控转向系统由于其可以自由设计传动比的特点,可以保证在不同工况下,汽车都有着良好的转向特性和操纵稳定性。文章主要对线控转向系统理想传动比进行了研究设计。在中低速段,采用基于稳态横摆角速度增益不变的设计方案;在高速段,采用模糊控制对传动比进行设计。最后通过仿真试验,验证了设计的理想传动比的控制效果。

提高驾驶舒适性和稳定性的主动式前转向控制策略研究

为了提高车辆的稳定性和驾驶员的舒适性,提出了一种新的可变转向比主动前转向控制器。研究了转向灵敏度和偏航增益率之间的关系,并利用该特性建立了方向盘转角和纵向速度之间的三维图。在此基础上,采用模型预测控制方法设计了主动前转向控制器。在主动前转向控制器执行机构的约束条件下,确定了控制器的最优解。并利用商业软件CarSim和MATLAB/Simulink进行仿真验证。结果表明,所提出的基于3D-VSR图的主动式前转向控制器能够减轻驾驶员在低速时的转向负担,提高高速时的驾驶稳定性,并在紧急避让机动中提供快速的转向响应能力。

电动汽车差动助力转向与主动前轮转向协调控制

装备差动助力转向(DDAS)系统的汽车匹配主动前轮转向(AFS)系统时,两者会相互干扰。DDAS助力时引入的横摆力偶矩会影响车辆的转向特性,反之,AFS的介入会导致转向盘转矩突变。为此,本文提出了一种差动协同主动转向(DDCAS)系统。首先,介绍了DDCAS系统的结构和动力学模型;然后,分别制定了DDAS和AFS的控制策略,分析了两系统的干扰机理,并制定了DDCAS控制策略。最后,在Matlab/Simulink与CarSim联合仿真平台上进行了典型工况的仿真分析,验证了本文控制策略的有效性。