摘要：考虑车身垂向、侧倾、俯仰运动和4个车轮垂向运动以及附加俯仰转矩和侧倾转矩的干扰因素,建立了整车7自由度主动悬架系统动力学模型,基于综合性能指标设计了主动悬架H∞控制器。侧重抑制垂向、俯仰和侧倾运动功能,分别设计了对应的H∞控制器,选取转向与制动工况的量化变量,采用模糊推理获得工况与功能分配系数的定量关系。对由单一指标、综合指标和功能分配3种方案构成的闭环控制系统进行仿真,结果表明,采用基于功能分配的主动悬架分层协调控制系统能根据工况的变化,改变垂向、俯仰和侧倾运动的抑制程度,使汽车在各工况下都具有最佳的综合性能。

摘要：考虑汽车电动助力转向系统(Electric power steering,EPS)与电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)系统之间耦合动力学关系,在整车7自由度模型基础上建立高阶非线性动力学模型。分别对两系统设计局部最优控制器,对EPS设计为自回正力矩补偿的模糊自适应比例积分微分(Proportion integration differentiation,PID)控制器,同时引入助力转矩变化率负反馈实现阻尼控制,对ESP设计为变加权值的滑模控制器。为进一步提高整车全局控制性能,基于功能分配原理对两子系统控制输出量进行功能协调分配,采用模糊控制策略对EPS与ESP的功能分配系数进行优化选择。基于Matlab/Simulink软件,对此功能分配协调控制系统进行仿真,并采用硬件在环系统构建功能分配的两系统试验平台,进行道路模拟试验。结果表明,提出的控制策略较子系统单独控制、不加控制时均能够取得更好的效果,明显改善汽车行驶时的操纵安全性和侧向稳定性。

摘要：针对车道偏离辅助系统转向控制中的人机协同问题,提出一种人机共享的决策与控制方法。考虑驾驶员转矩、道路曲率及纵向车速,设计模糊控制器确定虚拟车道边界宽度,再根据车轮是否超出虚拟边界进行辅助控制决策。在此基础上根据车-路位置关系建立车辆预瞄处偏差的动态模型,设计LPV/H∞控制器跟踪车道中心线决定期望前轮转角。应用滑模观测器估计转向阻力矩,设计考虑驾驶员转矩和转向阻力矩的二阶滑模控制器决定辅助转矩,再由主权分配模块进一步对人机控制主权进行分配,实现辅助系统与驾驶员之间的共享控制。在veDYNA/Simulink联合仿真平台上对提出的控制方法进行仿真试验,仿真结果表明所提出方法在各种车速下均能有效避免车辆偏离车道,减少控制器对驾驶员的干预,人机冲突较小。建立基于veDYNA/LabVIEW的车道偏离辅助控制系统试验台架,对该方法进行硬件在环仿真试验,其结果表明该方法能有效辅助驾驶员通过复杂道路,获得较好地人机协调性能。

摘要：针对汽车半主动悬架作动器故障对整车乘坐舒适性的影响,提出了一种基于故障补偿的主动容错控制策略。建立了半主动悬架7自由度整车模型和作动器故障悬架模型,设计H_∞控制器作为半主动悬架常规控制器。基于故障诊断观测器提出了作动器在线故障估计算法,由完好作动器补偿单一作动器故障的阻尼力损失,通过推导并结合半主动悬架阻尼力的有界性,得出容错控制下各完好作动器的补偿阻尼力。在作动器常见故障模式下进行了仿真和台架试验验证,结果表明:提出的在线故障估计算法可有效估计作动器常见故障的幅值,并在补偿容错控制下,使故障悬架性能经短暂时滞后恢复至与正常悬架性能相接近的水平。

摘要：考虑汽车悬架与转向系统耦合动力学关系,建立整车集成系统动力学模型。选取偏差与偏差微分作为特征量,建立关于特征量的可拓集合。根据关联函数,划分经典域、可拓域、非域三种测度模式。在不同可拓集合范围内对控制功能进行分配,分别设计对应功能控制算法,构建基于功能分配的可拓控制器,以尽可能改善集成系统控制性能。对由最优控制和基于功能分配的可拓控制器构成的闭环控制系统,进行仿真和试验研究,结果表明基于功能分配的可拓控制可进一步全面提高悬架和转向集成系统的控制性能,可拓控制具有获得更佳地控制效果的能力。在不同控制方法下,以悬架、转向系统参数作为变量,对集成控制系统的稳定性进行分析。结果表明,采用可拓控制,控制系统稳定性更佳;增大悬架阻尼、车速、前轮转向角至一定值时,汽车时域响应不稳定程度增加;改变可拓控制器偏差控制系数,对集成控制系统性能均有不同程度的影响;不断增加可拓控制器功能控制系数,系统各项控制性能会发生突变而失去稳定性。

摘要：建立7自由度整车主动悬架系统模型,并设计H_∞控制器。在此基础上,选取特征量,划分三种不同的值域,经过关联函数计算,建立其H_∞可拓控制器;在不同方案下以经典域和可拓域为博弈双方构造博弈矩阵,获得值域划分纳什平衡点,采用模糊控制规则动态整定可拓域和经典域边界,优化悬架H_∞可拓控制系统的控制性能。最后利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,并对其仿真结果进行比较.仿真结果表明,H_∞可拓控制较H_∞控制能更好地改善主动悬架性能,而通过值域博弈的H_∞可拓控制器进一步提高了悬架系统的控制性能。

摘要：针对基于电动助力转向和差动制动的两种车道偏离辅助控制方法的局限性,提出可拓联合控制策略。基于可拓控制理论,充分考虑路面环境信息和车辆状态,设计可拓联合控制器,该控制器将电动助力转向和差动制动进行联合控制,以实现车道偏离辅助。为解决车道偏离辅助过程中的人机协调问题,应用模糊神经网络控制理论,设计考虑驾驶员转矩和车辆侧向偏差的人机协调控制器,通过输出辅助权重动态地调整车道偏离辅助系统的辅助转矩,实现驾驶员与辅助系统的协调控制。在CarSim/Simulink联合仿真平台和CarSim/LabVIEW硬件在环试验台架上对所提出的控制策略进行仿真和试验验证,结果表明所提出的控制策略能够有效地避免车辆偏离出车道,同时降低驾驶员和辅助系统之间的相互干扰,减小人机冲突,有较好的人机协调性能。

摘要：在所建整车七自由度模型的基础上,深入分析了电子稳定程序(ESP)对电动助力转向系统(EPS)工作模式的影响,设计了非线性滑模控制器,并计算出整车横摆运动所需的稳定控制力参考值,运用功能分配的方法对稳定控制力进行合力动态分配,同时考虑在低附着系数路面汽车车轮自回正力矩的严重缺失,从而提出基于ESP作用的回正力矩补偿控制策略,对EPS的工作模式进行修正。硬件在环仿真和软件仿真的结果表明,提出的控制策略不仅改善了转向系统的回正性能,而且能够使车辆快速、准确地恢复到稳定行驶的状态,提高了其操纵稳定性。

摘要：汽车底盘系统是包含相互非线性耦合的悬架,转向,制动等子系统的复杂系统,如何采用控制方法构建底盘一体化集成控制系统以尽可能地提升底盘系统全局性能,是目前研究的难点.首先建立汽车底盘整车非线性动力学模型,操纵动力学模型,制动过程动力学模型,轮胎和路面模型.然后针对底盘悬架,转向和制动各子系统,分别设计非线性H_∞控制器,直接横摆力矩PID控制器和滑模变结构控制器,以保证各子系统控制性能局部最优.为了解决在不同工况下不同子系统间动力学耦合带来的控制性能冲突,采用模糊自整定控制方法设计上层协调控制器,调整悬架子系统控制器各输出权重,达到改善汽车底盘全局控制性能的目的.最后在四种不同工况下,对模糊自整定协调控制,子系统单独控制,未控制构成的底盘系统进行大量的仿真研究.通过仿真结果对比分析表明,采用模糊自整定方法的协调控制系统可进一步改善汽车底盘全局控制性能.

摘要：建立了考虑车辆横摆、侧向以及侧倾运动的3自由度非线性整车模型;运用Lyapunov指数方法对所建立的非线性整车模型进行了混沌的数值仿真分析.通过最大Lyapunov指数图和分岔图发现,车辆的横向运动非常复杂,包含了倍周期、拟周期以及混沌运动,对于车辆极限工况时的横向运动稳定性是不利的.利用滑模变结构控制(sliding mode variable structure control,SMVSC)方法,设计了SMVSC控制器,对车辆横向运动中的混沌进行了控制.为了减少SMVSC控制系统的抖振,进一步提高车辆在极限工况下行驶的横向运动稳定性,采用了幂次趋近律,利用模糊控制的方法实现了趋近律的自适应策略.最后将所设计的自适应趋近律的SMVSC系统在Matlab中进行了仿真,并将未加控制,SMVSC控制以及自适应趋近SMVSC控制三种仿真结果进行了对比分析,发现采用了自适应趋近的SMVSC控制对混沌的控制效果比其他的都要好,有效抑制了车辆横向运动中的混沌,显著提高了车辆在极限工况下行驶的横向稳定性,充分证明了该控制策略是有效的.