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：通过分析高速工况下交通事故的主要类型及驾驶员的3种基本驾驶行为,可知该工况下转向系统既有离散状态又有连续状态的特性,进而提出基于混杂系统理论的智能车辆转向系统多模式切换控制策略,并利用跨道时间和安全距离作为切换规律.以线控转向系统为执行机构,分别设计阻尼模式、保持模式和换道模式控制器.其中保持模式引入了一种控制预瞄点处侧向偏差的一阶导数和二阶导数的方法,不但有效地防止了超调,而且减少了车辆回到车道中心线的时间;换道模式利用模型预测控制算法,加入多个约束,提高了车辆换道过程的稳定性.从混杂系统稳定性的角度出发,设计了简单有效的稳定性监督器,防止车辆失稳.最后,在Car Sim/Simulink联合仿真平台及Car Sim/Lab VIEW硬件在环测试平台上验证了本方法的有效性和切换过程的稳定性.

摘要：为保障驾驶安全,车道偏离辅助系统成为一大研究热点。针对车道偏离辅助系统中的决策问题,提出采用可拓决策方法:以跨道时间和距车道中心线距离作特征量建立二维可拓集合,设计动态边界划分可拓域,不同域中分别采用自由驾驶模式、辅助驾驶模式和线控主动转向模式;求解出关联函数,确定可拓域中辅助驾驶模式人和车的控制权重。针对车道偏离辅助系统的横向运动控制问题,采用人工势场法设计转角控制器:建立了跨道时间模型,以跨道时间为变量设计势场函数,以得到的势场力代入参考车辆模型,用PID控制跟踪理想转向盘转角。针对不同域表征的车道偏离状态,实现自由驾驶模式、辅助驾驶模式和线控主动转向模式之间的切换。利用Carsim/Simulink联合仿真和硬件在环试验台验证了该方法的有效性。

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：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：建立了描述汽车横摆、侧向、纵向、垂向、侧倾和4个车轮运动的汽车模型,利用卡尔曼滤波状态观测器对前后轴悬架力进行估计,采用遗忘因子的递推最小二乘估算法对质心位置进行估计,并用估计的质心位置来修正参考模型得到的横摆角速度和质心侧偏角的期望值,最后设计了ESP系统的参数自整定模糊PID控制器,并进行了仿真和硬件在环试验,结果表明,考虑质心位置变化的ESP控制器的效果比未考虑的控制器好,使汽车在高速转向制动行驶时具有更好的横向稳定性。

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.