一种全工况适应的全轮独立驱动车辆车速估计方法

为解决全轮独立驱动车辆车速估计难的问题,提出了一种全工况适应的车速估计方法。该方法以参数自适应卡尔曼滤波算法为基础,采用左右侧分离估计,并设计模糊控制器对滤波系数进行自适应调节,通过判断车辆的行驶工况和路面条件,设计自适应切换条件,当车轮滑转/滑移状态超过预设值,切换为纵向加速度积分估计。利用硬件在环实时仿真实验对所提出的车速估计方法的有效性和准确性进行了验证,仿真结果表明,该方法在多工况运行下具有很好的估计精度,具有普遍应用价值。

军用电传动车辆混合动力系统能量管理技术

混合动力系统是军用电传动车辆具有优越性能的基础,能量管理技术则负责实现负载需求在系统中各动力源间的合理分流及部件的优化控制,是军用车辆混合动力系统研究的关键技术之一。分析了军用车辆混合动力系统的特点,研究了其对系统能量管理的影响,总结了当前能量管理技术研究现状,最终,针对当前能量管理技术存在的问题提出了相应的解决方案。

轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制仿真

为实现8×8轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制,采用分层控制的驱动力矩分配思想,在顶层基于一种G-向量控制方法,利用车辆的横向加速度信息对车辆的总驱动力矩进行修正;在中间层次基于直接横摆转矩控制的思想,实现两侧驱动力矩的合理分配;在底层采用驱动防滑控制,实现各驱动轮转矩的优化分配。基于"驾驶员-综合控制器"在环实时仿真系统进行实时仿真试验,对稳定性控制算法和车辆综合控制算法代码进行验证,仿真结果表明该控制方法能够有效抑制车辆的横向运动,提高车辆行驶稳定性。

轮毂电机驱动车辆双重转向直接横摆力矩控制

针对某型8轮轮毂电机驱动车辆,设计一种基于直接横摆力矩控制的双重转向控制方法,建立车辆双轨2自由度动力学模型,研究包含滑移转向工况的车辆参考模型,并对滑移转向比采用基于车速与路面附着条件的模糊调节。为平衡横摆角速度控制与质心侧偏角限制之间的矛盾,在控制模型中,以横摆角速度作为直接控制变量,以质心侧偏角作为约束量,采用滑模变结构控制算法计算期望的横摆力矩,横摆力矩分配过程中采用预分配与驱动防滑控制相结合的分配策略。利用硬件在环实时仿真平台对所提出的双重转向控制算法进行分析验证,仿真结果表明:采用双重转向控制,能有效提高车辆转向的机动灵活性和操纵稳定性,对于提高轮式装甲车辆战场生存能力具有重要意义。

多轮独立电驱动车辆驱动力优化控制研究

为了充分发挥多轮独立电驱动车辆的动力性能,提出了一种层次化的驱动力优化控制结构。该控制结构包含基于各轴载荷预分配控制、驱动防滑控制和基于车辆状态的再分配3层控制,其中防滑控制是核心层,采用基于路面最优滑转率滑模控制的方法,通过设计基于累积求和统计目标控制的路面跳变检测器,结合车轮滑转率-路面附着系数图形,可实现变路面的最优滑转率估计。通过该分层控制结构,实现了驱动力在各轴之间以及各个驱动电机之间的优化分配控制。利用硬件在环实时仿真实验验证了该控制结构能改善车辆的爬坡性能、直线加速性能以及障碍路面行驶的通过性。

双侧电驱动履带车辆运动解耦与变结构控制

针对双侧电驱动履带车辆运动控制强非线性、强耦合和不确定性的特点,提出一种解耦的控制结构,并设计各子系统控制器.首先,将运动控制系统分解为速度、横摆角速度两个独立子系统,克服传统差速控制存在的强耦合.其次,采用积分滑模控制方法,引入非线性积分滑模面,设计了能有效克服路面不确定扰动、消除积分饱和的速度控制器,实现车速的无超调、无静差的跟踪;考虑驱动电机饱和约束,结合模糊自适应与滑模控制算法,设计了能够适应转向阻力非线性变化的横摆角速度控制器,提高车辆转向运动控制的抗扰能力、降低控制量抖振.仿真结果表明,控制策略实现多种工况下车辆快速、准确的直线、转向运动控制.

采用线性自抗扰的电传动履带车辆电子差速控制

履带车辆行驶工况复杂多变,驱动电机调速范围宽,负载的非线性、不确定性和耦合性强,如何保持两侧电机速度差值恒定实现稳定行驶一直是研究的难点。文中提出一种电子差速控制策略,将线性自抗扰(LADRC)控制算法应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统调速控制中,利用线性扩张状态观测器估计所有未知扰动作用量并给予实时动态补偿,从而抑制扰动,提高系统动态性能。基于Matlab和Recur Dyn软件开展联合仿真分析,进行电机台架试验。仿真及试验结果表明:采用LADRC调节的转速控制策略,响应快速无超调,抗扰能力强,参数适应性好,能有效提高车辆行驶稳定性,且算法计算量小,易于工程实现。

基于联合算法的军用车辆混合动力系统能量管理

针对一种串联式军用车辆混合动力系统中各动力源特性和负载特点,制定了多算法联合的能量管理策略。利用小波变换算法分离负载需求中的高频分量和低频分量,分别分配给超级电容和具有较低输出截止频率的动力源,实现负载频率特性与动力源输出特性匹配。采用模糊控制对负载需求低频分量在电池及发动机-发电机组之间进行二次优化分配。由部件级控制算法完成各动力源的输出和工作点控制,最终实现对混合动力系统这类多领域、非线性时变系统的多目标优化控制。构建一种具有高置信度的分布式硬件在环仿真平台对能量管理策略进行仿真验证,结果表明,所提的能量管理方法具有控制效果好、实时性好等优点,达到了预期的控制目标,可应用于军用电传动车辆能量管理控制。

电驱动履带车辆带约束广义预测速度控制

电传动履带车辆存在的参数非线性时变性强、惯量大,路面阻力容易受强扰动等特点,采用传统的PI控制容易产生较大的超调,降低暂态控制性能,传统的滑模控制算法难以克服常值扰动,消除稳态误差,易引起输出量剧烈抖振。针对上述问题,设计了广义预测速度控制器,结合电机饱和特性,对控制量进行了约束。仿真实验表明,所设计的控制算法能够克服系统参数非线性时变、路面扰动因素的影响,且跟踪准、响应快、超调小。

永磁同步电机自抗扰调速控制算法快速开发

针对永磁同步驱动电机系统存在的非线性、时变等特性,将线性自抗扰控制算法应用于永磁同步电机调速控制中。为实现算法的快速工程开发,基于Matlab/Simulink软件和d SPACE开发工具,搭建了永磁同步电机控制算法快速开发平台。通过快速控制原型仿真实现了控制算法参数的在线优化配置,利用自动代码生成技术将控制算法下载至真实的控制器中。最后进行了实际加载控制试验,结果表明,利用该平台快速开发的线性自抗扰控制算法,控制效果良好,优于传统的PI控制,具有工程实践意义。

基于卡尔曼滤波的锂离子电池模型参数辨识

为了提高锂离子电池仿真模型精度,提出了基于改进的粒子群优化卡尔曼滤波(IPSO-KF)算法辨识电池模型参数。依据卡尔曼滤波算法,根据电池电压、电流,估计电池二阶RC模型参数。利用改进的粒子群算法优化卡尔曼滤波中的协方差矩阵,提高模型参数的辨识精度,建立精确的电池模型。

军用电传动车辆高压电源管理

为解决军用车辆混合动力系统高压电源的管理难题,设计了一种电力综合控制箱,并开展了基于电力综合控制箱的车辆电源管理技术研究,制定了双向DC/DC电压环和电流环并联控制方案;设计了基于DC/DC的超级电容两阶段预充电控制策略以及动力电池输出控制算法。试验结果表明设计的电力综合控制箱及其控制算法实现了对系统高压电源的统一检测及优化控制。

基于β-β相平面法的电传动车辆稳定性控制方法

为解决电传动车辆稳定性控制的难题,提出了一种基于质心侧偏角-质心侧偏角加速度(β-β)相平面法的稳定性控制方法。通过分析不同因素对β-β相平面稳定区域的影响,确定了车辆质心侧偏角的控制区间,设计了稳定性控制器对驱动电机输出转矩进行调节,从而实现车辆稳定性控制,最后通过双移线仿真实验对该稳定性控制方法进行了验证。

基于UKF的电传动车辆质心侧偏角估计方法

为解决传统质心侧偏角估计误差较大以及实时性不高的问题,以某型多轮电传动车辆为研究对象,设计了一种基于无味卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的质心侧偏角估计方法,以车辆双轨3自由度模型和非线性轮胎模型为基础,建立基于UKF算法的非线性状态观测器,对车辆质心侧偏角进行估计。仿真结果表明:该方法能满足车辆在良好路面低速、高速蛇形运动以及低附着路面蛇形运动状态下的良好估计效果,为多轮电传动车辆质心侧偏角估计提供了一种有效的估计方法。