基于滑模控制的三轴重型汽车平顺性优化研究

建立了基于半主动悬架的9自由度三轴重型汽车垂向动力学模型,为提升其平顺性,针对该重型汽车模型设计了滑模控制系统,对悬架阻尼力进行控制。该控制器以天棚阻尼系统为参考,使重型汽车振动响应跟随参考系统。基于Matlab/Simulink软件对滑模控制系统进行验证,在B级路面不同车速工况下进行响应分析。结果表明,所建立的控制器在不同车速下,均能有效改善车辆垂向加速度、俯仰角速度和侧倾角加速度。     

液压互联式馈能悬架多模式切换与试验研究

液压互联悬架可有效提升车辆行驶平顺性和操纵稳定性,多用于越野车辆或重型车辆,此时悬架耗散掉的能量过大,引入馈能单元的液电馈能悬架可以对振动能量回收达到节能减排的目的,但会降低整车动力学性能。为协调整车行驶平顺性、操纵稳定性和馈能特性,搭建了整车7自由度液压互联馈能悬架系统模型,设计了舒适性模式、安全性模式和馈能性模式3种工作模式,提出了多模式自动切换的方法对悬架进行实时控制,设计模糊控制器对切换过程进行控制,并进行了整车仿真分析。仿真结果表明:所设计的多模式切换模型提升了悬架性能。为验证仿真的有效性,研制了液压互联馈能悬架原理样机并进行了台架试验,试验数据与仿真结果基本一致,表明所提出的方法兼顾了悬架乘坐舒适性、操纵稳定性和馈能特性,实现了悬架全局性能最优。     

电磁式主动悬置系统分目标控制研究

为提高汽车动力总成悬置系统的隔振性能,建立了同时考虑动力总成及车身垂直、俯仰方向的6自由度半车主动悬置系统动力学模型。考虑作动器动态特性对系统控制精度的影响,采用分目标控制的方式,将主动悬置系统分成悬置部分和作动器两部分。对悬置部分设计了适应性强、鲁棒性好且易于实现的模糊控制器及变论域模糊控制器,作动器电路部分则选择简单实用的PID控制器,并利用粒子群算法对PID参数进行优化。为验证控制器的效果,以发动机和路面的联合激励为系统输入进行仿真。结果表明:与被动悬置系统相比,采用分目标控制的主动悬置系统,作动器能更好地跟踪输出悬置所需的理想控制力,使得系统各方面性能均得到不同程度的改善,提高了整车舒适性水平。     

轮毂电机驱动汽车半主动悬架自适应最优控制

针对轮毂电机驱动汽车非簧载质量增加和轮毂电机不平衡电磁力带来的振动负效应,提出了一种自适应线性二次型调节器(LQR)半主动悬架控制策略,以提升轮毂电机驱动汽车的性能。考虑路面随机激励与轮毂电机不平衡电磁力的耦合作用,建立了轮毂电机驱动汽车系统的垂向、纵向与扭转振动的动力学模型。以垂向振动性能最优为目标,提出了LQR最优控制策略,将自适应遗传算法应用于确定LQR最优控制权重矩阵,以获取控制器的最优反馈悬架控制力。仿真结果表明:带有自适应LQR控制器的系统能有效提高系统的垂向与纵向性能,对簧载质量垂向与纵向振动加速度均方根值、悬架动行程均方根值、轮毂电机偏心距均方根值、轮胎动载荷均方根值和纵向驱动力波动的改善效果明显,有效提高了车辆的行驶平顺性与乘坐舒适性。     

车辆悬架系统LQG控制器的仿真研究

根据已建立的1/2车体动力学模型和单轨路面输入模型,设计车辆主动悬架的线性二次型高斯(LQG)最优控制器,利用MATLAB/SIMULINK软件构建路面输入仿真模型和1/2车体仿真模型.结果分析证实,具有LQG控制器的主动悬架可以改善车辆的运行性能.     

基于智能体理论的空气悬架车身高度智能控制系统研究

为了进一步发挥空气悬架车身高度调节系统的性能,在Belief-Desire-Intention(BDI)框架下构建了目标车身高度控制智能体,并采用汤普森抽样算法构建智能体学习行为。结合车身高度调节系统模型,建立空气悬架车身高度智能控制系统。单一工况下的仿真结果验证了智能体学习行为的可行性以及学习结果的适用性;混合工况下的仿真结果验证了空气悬架车身高度智能控制系统的可行性和有效性。结果表明:在车身高度智能控制系统的控制下,簧上质量质心位置处的加权加速度均方根值上升了0. 45%,侧倾因子降低了22. 82%,在不恶化行驶平顺性的同时,提高了操纵稳定性。     

基于STC89C52单片机的智能寻迹小车的设计

介绍了基于STC89C52单片机的智能小车的寻迹实现过程．其以STC89C52单片机作为小车的控制核心;采用红外线传感器作为小车的寻迹模块来识别路面信息与障碍物位置;采用LG9110驱动芯片控制驱动模块,并对速度和方向控制方法进行了改进,从而使小车能够快速、稳定的实现智能寻迹．所设计的小车结构简单,易于实现,并具有较高的可靠性．     

重载汽车与路面的动力相互作用研究

采用二自由度四分之一汽车悬架和粘弹性地基梁模型建立了二维汽车 路面系统。通过模态叠加法得到了路面位移的显示解析解,研究了路面位移响应的分布规律及路面振动对汽车的二次激励作用。研究结果表明,汽车正在经过的路面振动最大,汽车行驶前后的路面振动不对称;路面对汽车的二次位移激励呈周期性分布,频率接近移动汽车载荷对路面的作用频率。     

汽车悬架对行驶平顺性的影响

建立了二自由度1/4汽车悬架物理模型,针对该模型建立了振动微分方程和传递函数。使用MATLAB/simulink模块绘制了模型的Nyquist图和Bode图,分析了模型的动态特性。对汽车行驶过程中的振动原因做了分析。运用ADAMS软件分析了悬架的固有特性,得到了悬架对确定输入和随机输入的响应结果。得出悬架的各种参数、路面等级和汽车行驶速度对汽车行驶平顺性的影响。     

基于DSP的液压变量泵数据采集系统设计

液压泵瞬态特性的测量控制直接关系到液压传动系统的控制性能，基于DSP芯片嵌入式系统能够满足对液压泵工作特性参量的实时采集和信号处理的需求。论文分析设计了基于DSP芯片的液压泵（压力、扭矩、转速）的采集硬件模块和外围电路，编制系统各功能模块的测试软件。经实际运行，证明该系统能够对液压试验台的各个参数进行准确的采集。     

模块化智能温湿度控制器的设计与实现

针对传统温湿度控制器更换中存在浪费及可能触电的问题,设计了基于分列模块的智能温湿度控制器,该装置分为电源、温湿度检测、加热除湿控制、分析控制和显示面板等5个模块,采用标准化插件式设计,在装置发生故障时,可以通过不停电更换某个插件的方式排除故障.     

基于变论域模糊PID控制动力总成主动悬置分析

为提高汽车的驾乘舒适度,抑制汽车发动机和路面同时向车身传递振动,减小动力总成悬置在发动机和车身之间的相互移动趋势,利用自适应模糊PID控制算法对动力总成悬置系统进行模糊化处理,同时根据变论域思想,设计系统的输入输出伸缩因子,提出一种变论域自适应模糊PID控制算法。设计仿真控制器,将自适应模糊PID控制和变论域伸缩因子控制相结合,在Matlab/Simulink中进行控制系统的仿真研究,结果表明:在路面和发动机的激励下,变论域自适应模糊PID主动控制相比于自适应模糊PID控制能够更好地抑制悬置的振动,提高整车的舒适性和平稳性。     

基于STM32和FPGA的电动汽车主动声浪控制器设计

为电动汽车设计了一种基于STM32和FPGA双CPU的车内主动声浪控制器。首先,建立了主动声浪控制系统体系架构,主要包括CAN信号输入、控制器、信号输出等;然后,详细阐述了控制器的硬件控制电路设计,其中包括CAN通信模块、STM32与FPGA通信模块、DA数模转换模块等,并对控制器各功能模块编写了软件控制程序;最后,将硬件模块搭建形成主动声浪系统原理样机并进行实车试验。试验结果表明,该系统可以准确模拟发动机动态声浪且声音阶次成分清晰,验证了该系统的有效性与可行性。     

模糊软切换控制的汽车SBC研究

研究了电子感应控制汽车制动系统(SBC)的模糊和滑模变结构控制方法。根据模糊推理估计集成不确定边界,利用双曲正切函数代替符号函数实现软切换连续控制。设计了模糊软切换控制汽车SBC制动系统,使用Matlab/Simulink软件进行计算机仿真,并在试验台上进行制动性能试验。结果表明仿真结果和试验台上的试验结果基本一致;减小了抖振,制动平稳,制动距离和制动时间短,能有效改善汽车制动性能。     

四轴机器人控制系统设计

针对四轴机器人运动控制问题,设计开发了一套基于雷赛运动控制器和触摸屏的具有人机交互功能的四轴机器人运动控制 系统。首先采用改良D H法建立了机器人的运动学模型,并对机器人进行运动学分析,求得了机器人的正逆运动学的解。然后分析划分了机器人控制系统的功能 ,在运动控制器上开发了相应的参数设置模块、状态监测模块、文件管理模块和运动控制模块,并在触摸屏上设计了人机交互界面。最后通过分析机器人在空间 的直线运动,设计了机器人直线插补算法,并在运动控制器上开发了相应的插补运动模块。经实验验证,控制系统能够有效地对四轴机器人进行运动控制,且运 动过程平稳可靠。控制系统解决了四轴机器人的运动控制问题。     

汽车发动机主动悬置振动控制策略研究

为解决发动机振动和路面激励引起的整车振动,提出了一种包含压电陶瓷主动悬置的双环控制。外环控制器主要用来控制发动机的垂直、俯仰与侧倾运动,从而稳定发动机的姿态;内环控制是采用4个独立的控制器分别控制每个压电悬置产生主动控制力,从而抑制路面不平度对车身的干扰。通过逻辑控制器实现内外环的有效连接。仿真结果表明:相比于传统模糊控制和被动悬置系统,主动悬置的双环控制方法能抑制发动机振动和车身振动,提高汽车行驶平顺性。     

自卸车油气悬架特性仿真与平顺性研究

以某自卸车为研究对象,提出一种单气室油气悬架方案,建立了考虑摩擦、沿程压力损失、进口局部阻力损失等因素的油气悬架非线性数学模型,得到了较为精确的弹性力和阻尼力公式。基于Simulink仿真,研究各参数对油气悬架弹性力和阻尼力的影响,并通过脉冲路面与D级随机路面仿真分析油气悬架对平顺性的影响。本研究为油气悬架的设计提供了一定的参考依据。     

智能车辆路径跟踪横向控制研究

针对传统基于单一控制方法的车辆路径跟踪控制算法无法准确跟踪路径的缺点,以智能车作为研究对象,提出基于预瞄控制和模糊滑模控制的车辆横向控制算法。基于智能车在横向控制中的运动特性,建立横向和横摆两个自由度的车辆模型。针对传统基于反馈控制的方法实时性差的缺点,通过建立预瞄模型来获取预瞄偏差,保证车辆在行驶中提前预估前方道路环境信息,提高实时性。基于滑模和模糊控制,设计了智能车辆路径跟踪横向控制器。采用由集成偏差组成的滑模切换函数及其微分作为控制器的输入,把对误差的控制转化为对滑模函数的控制,保证了车辆转向时的稳定性。Matlab/Simulink的仿真结果表明:智能车辆路径跟踪横向控制器能够在曲率急剧变化的路段实现路径准确跟踪,满足车辆实际行驶要求。     

基于改进Stanley算法的目标假车路径跟踪控制

为了满足智能汽车封闭场地测试的需求,开发了一种智能车场地测试用软目标车,能够有效地提高场地测试的安全性和效率。在封闭场地功能场景的测试中,软目标车应能够按照预设的GPS轨迹高精度行驶。为了提高目标车的路径跟踪精度,设计了基于偏差的比例、积分、微分和Stanley控制算法的横纵向控制器,基于遗传算法得到Stanley控制算法参数的最优知识库,利用模糊控制算法实现Stanley控制算法参数的自适应调节,基于Carsim和Matlab/Simulink联合建立了软目标车仿真模型,最后在封闭场地中进行实车验证。结果表明：提出的控制方法能够满足智能汽车封闭场地测试要求。     

基于滚动时域算法的汽车电动助力转向电流跟踪方法研究

电动助力转向系统在路面干扰、传感器噪声的影响下会造成驾驶员不良路感,同时,转向系统里的不确定性也会造成控制困难。针对EPS系统在控制过程中,无法在保证性能的同时解决系统的干扰和噪声以及不确定性问题,提出了基于滚动时域算法的EPS电流跟踪方法,该方法通过反复实时采集车辆的状态计算最优控制率,将电流的跟踪性能作为主要的控制目标之一,通过检测到的实际输出对基于模型的预测结果反复修正,最终计算得到合适的助力矩使系统能最大程度地兼顾鲁棒性与性能。首先通过建立EPS的系统模型,同时引入汽车二自由度汽车模型、轮胎模型,构建系统的状态空间方程。然后,以较好的电流跟踪性能、较好的抗干扰性能以及较好的操纵稳定性能为控制目标,在加入随机干扰信号的系统状态空间基础上,设计了滚动时域控制器,并对EPS系统进行仿真分析及硬件在环实验验证。结果表明:采用滚动时域控制方法可以更好地实现EPS目标电流跟踪,有效抑制外部干扰噪声的影响,提高系统的性能以及鲁棒性,保证驾驶员获得良好的路感,提高系统转向操纵稳定性能。