摘要：设计一个考虑车辆侧纵向耦合的模型预测控制器(Model predictive control,MPC)用于提升四轮驱动电动汽车在复合工况下的操纵性和稳定性。基于传统UniTire轮胎模型,推导面向控制器设计的复合工况UniTire轮胎模型解析表达式;基于前后轮侧偏角相平面提出一种新的车辆稳定性评价标准,通过前后轮侧偏角的位置到坐标原点的距离判断车辆的稳定性,给出定量的稳定性指标;采用MPC控制器结构将车辆操纵性控制、稳定性控制以及四轮滑移率约束作为目标函数,采用复合工况UniTire轮胎模型表达式和双轨车辆模型构建预测模型,并且通过稳定指标和轮胎滑移率实时调整各个目标的权重以达到最优的控制效果;通过Simulink-CarSim联合仿真和硬件在环(HiL)测试对算法进行验证,结果表明,该控制器能够根据车辆稳定性指标动态调节跟踪权重,有效提升车辆的操纵性和稳定性。并且由于复合UniTire轮胎模型的使用,极限工况下控制器决策的四轮力矩更小,有效地抑制轮胎滑移率的增加。

摘要：针对车辆质心侧偏角难以直接测量的问题,提出一种基于运动学方法和运动几何方法融合的质心侧偏角估计方法。基于三自由度车辆运动学模型构建一个扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter,EKF),用于质心侧偏角的动态值估计。设计出一种基于车辆运动几何关系的估计方法,利用质心侧偏角与前后轮侧偏角之间的运动几何关系,以及UniTire轮胎模型实现质心侧偏角稳态值的估计。然后根据两种估计方法的特点,设计出一种基于质心侧偏角动态特性的数据融合方法,提高了质心侧偏角估计结果的精度。基于CarSim软件的仿真结果表明,该融合估计方法对传感器信号噪声和误差具有较好的鲁棒性,能够在各种路面条件和驾驶操作条件下实现对车辆质心侧偏角的准确估计。

摘要：为总结和分析汽车惯性参数测量技术的研究进展、发展趋势和提高测量精度,分析了惯性参数对汽车动力学特性的影响,进而从汽车惯性参数的辨识和试验台测量2个方面对汽车惯性参数测量技术进行综述;在辨识汽车惯性参数时,应当根据采用的汽车动力学(操纵、平顺或行驶)模型进行相关的试验,考虑输入和输出试验数据测量精度对辨识结果的影响;汽车惯性参数测量试验装置从传统的单参数测量装置发展到了多参数汽车惯性参数测量装置,主要采用复摆原理或力/运动原理进行测量。试验台的摩擦和支撑系统的刚度是影响测量精度的2个主要因素,采用系统动力学的方法建立汽车惯性参数测量试验台的摩擦和弹性补偿模型,对试验台摩擦和弹性的影响进行分析。结果表明:汽车惯性参数测量试验台开发过程中,采用轻量化设计和测量误差分析技术指导试验台的优化设计是十分必要的;提出的汽车惯性参数测量试验台的摩擦和弹性计算方法,提高了测量精度。

摘要：针对传统利用摄像头识别的车道线侧向定位技术中,因车道或者其左右边界点匹配错误导致换道等工况下行驶易造成较大定位误差的问题,本文结合换道识别方法,首先提出了多指标加权评价地图匹配算法,设计了车道左右边界点确定方法;然后,在准确匹配到车道和其边界点的基础上,提出了一种基于摄像头的双边界线侧向定位方法,提高了车辆相对车道的侧向定位精度;最后,将摄像头与全球定位系统(GPS)、惯性测量单元(IMU)、轮式里程计和轻量化车道级地图融合形成一个完整的定位系统。实验结果表明,与传统利用摄像头与车道线融合定位方法相比,本文设计的定位系统精度和稳定性有了明显提升,为自动驾驶定位提供了一种低成本、高精度的解决方案。

摘要：为了解决永磁同步电机定子电阻变化对速度观测的影响,利用α-β坐标系下永磁同步电机非线性系统模型,引入H_∞鲁棒滤波算法增强观测器鲁棒性。为了解决sigma点计算量大的问题,采用超球体单形采样方法,提出一种新的非线性滤波器。最后设计了H_∞鲁棒球形无迹卡尔曼滤波观测器对永磁同步电机转速进行状态观测。当永磁同步电机定子电阻变化时,对比分析了H_∞鲁棒球形无迹卡尔曼滤波器与无迹卡尔曼滤波器、球形无迹卡尔曼滤波器在相同系统噪声和量测噪声时电机转速误差方差。H_∞鲁棒球形卡尔曼滤波器的转速误差方差接近7rad/min,明显小于后两者观测器观测值(40、20rad/min)。

摘要：提出一种汽车惯性参数测量试验台,通过模拟汽车的侧倾、俯仰和横摆运动测量汽车的惯性参数。在对试验台的结构、控制方案和解算原理研究的基础上,采用多体动力学方法对试验台的运动学特性进行了分析,推导了定轴转动的惯性参数解算公式,并根据试验测量数据进行惯性参数的计算;在试验过程中,由于在主模态运动过程中会产生一定的副模态运动,为了验证定轴转动解算公式的精确性,建立了考虑试验台耦合运动的定点转动惯性参数解算公式,根据试验测量数据利用非线性最小二乘法对惯性参数进行辨识,辨识结果与利用定轴转动解算公式求解值和理论值进行了对比。结果表明:汽车惯性参数测量试验台的解算精度满足设计要求。

摘要：轮胎试验台的力与力矩测试精度直接影响到轮胎数据的准确性,应用多体动力学理论对所研发的平板式六自由度低速轮胎试验台进行研究,分析了该试验台姿态控制的机理,推导出试验台轮胎六分力解算公式,并用abaqus有限元软件验证其准确性。然后对设计加工出的试验台进行标定,结果表明:3个方向的力吻合较好,但是力矩并不特别理想。经合理分析假设,试验台6个电缸铰支的硬点实际安装中存在空间的偏差,对其进行辨识优化分析,结果表明:优化后三方向的力及力矩与标定值吻合的精度符合要求,力的精度高于0.75%,力矩精度可达1%左右,证明了铰支安装偏差的假设是合理的,也体现出该轮胎试验台在测试精度上的优势。

摘要：针对自动离合器起步控制进行研究,建立了离合器的接合动力学模型和离合器动态摩擦力矩模型,分析了离合器的接合过程。应用模糊控制技术对自动离合器在车辆起步时的接合过程进行控制,并通过建立SIMULINK模型对控制系统进行仿真。结果表明,该控制系统避免了起步冲击和不能很好适应驾驶员起步意图的问题。