摘要：选择双电机线控转向(steer-by-wire,SBW)系统作为研究对象,针对负载扰动、参数摄动以及双电机耦合等因素导致的双电机SBW系统跟踪与同步性能差的问题,提出一种基于自抗扰控制与滑模交叉耦合控制的双电机协调驱动控制策略。分析了双电机SBW系统的结构和工作机理,建立了该系统动力学模型。设计了一个二阶自抗扰控制器用于电机位置控制,整合电机控制的位置、速度环,解决传统电机位置控制中速度参数不可调节的问题。为了进一步提高二阶自抗扰控制器在系统状态变化时的控制效果,利用模糊神经网络算法动态优化控制器参数,增强控制系统的自适应能力。同时,基于交叉耦合控制思想,采用滑模控制算法设计了滑模速度协调控制器解决双电机系统的不同步问题。最后,基于Carsim-Simulink联合仿真平台进行了仿真分析,证明了所提控制策略的有效性。

摘要：为提高线控转向系统的安全性、可靠性,文章根据国际标准ISO 26262展开线控转向系统的功能安全概念设计。根据系统的边界、功能和架构,识别8个典型车辆使用场景;采用HAZOP分析方法对系统导致的整车级潜在危害进行分析,并对相应的风险等级进行评估,提出4个功能安全目标。采用FMEA进行安全分析,根据功能安全目标、安全分析结果和初版系统架构提出了25条功能安全需求和功能安全架构设计。

摘要：为解决传统主动回正控制中各车速下合适的回正转速难以确定的问题,提出了一种基于回正转速参考模型和滑模控制的线控转向系统主动回正控制方法。设计了基于时间窗的主动回正状态判断机制,根据轮胎回正力矩建立了回正转速参考模型,并基于此模型设计了主动回正滑模控制策略。硬件在环仿真试验结果表明,提出的主动回正状态判断机制能准确切换系统状态,回正转速参考模型真实性高,且滑模控制策略能有效保障转向盘对参考回正转速的跟踪效果。

摘要：路感反馈作为线控转向系统最重要的功能之一,反馈力矩的精准执行代表了车辆信息的正确反映,而由于系统内摩擦力的存在导致路感反馈力矩执行出现偏差。文章首先对线控转向系统内存在的摩擦力进行分析;考虑到常用的库仑摩擦模型的局限性,提出使用LuGre进行摩擦补偿;提出了模型参数辨识的方法,并通过硬件在环实验辨识了线控转向台架的模型参数,为下一步的路感力矩设计提供参考。

摘要：齿条力是线控转向系统路感设计和转向跟随控制中的关键参数,但是由于其在量产车中难以被直接测量,因此,对其观测成为线控转向中的一个关键环节。采用两种方法观测齿条力,一种是基于车辆动力学的观测方法,采用龙伯格观测器观测车辆侧向速度,并结合轮胎刷子模型分析转向阻力矩;另一种是基于转向动力学的观测方法,通过建立转向执行机构动力学模型,并采用卡尔曼滤波实现对齿条力的直接观测。在此基础上,通过硬件在环台架试验比较两种方法的齿条力观测效果,提出基于多变量的规则式融合策略对两种方法进行优势互补。通过台架试验验证所提出的融合策略能在不同工况下有效提高齿条力观测的准确性和实时性。

摘要：线控转向是智能底盘的关键技术之一,转角高精度跟踪是线控转向的控制核心目标,基于混合控制理论,本文设计了一种基于扰动转矩观测的转向角跟踪预测滑模控制方法,采用滑模控制作为核心算法,以适配线控转向系统动力学中的非线性特性,采用比例积分观测器估计总扰动转矩并补偿系统的不良影响,采用模型预测控制算法对滑模面参数进行优化,在装配有电机线控转向系统的实验车上对所设计的混合控制方法进行了测试和验证,实验结果表明所设计的预测滑模控制器能够实现较优的转角跟踪性能,以及比例积分观测器可以准确地估计系统总集成扰动转矩。

摘要：车辆线控转向(steer-by-wire,SbW)系统存在摩擦力矩及回正力矩等不确定动态特性,难以实现精确建模与有效控制.为此,提出一种基于自适应模糊逻辑系统的自适应高阶滑模(adaptive higher-order sliding mode,AHOSM)方法,实现SbW系统的有效控制.首先,通过自适应模糊逻辑系统逼近SbW系统的未知动态,使控制器的设计不再需要摩擦力矩及回正力矩的动力学模型;其次,采用高阶滑模和自适应增益技术削弱传统滑模控制器存在的抖振现象;再次,通过构造Lyapunov函数设计增益自适应律补偿逼近误差和系统不确定项对控制精度的影响,该方案不需要系统不确定项的界已知,且能够避免增益过估计现象;最后,通过稳定性分析证明该控制器可以在有限时间内建立实际滑动模态,数字仿真和硬件在环实验进一步验证了该控制方法的有效性和优越性.

摘要：为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用"丝杠螺母+带轮机构"架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明:与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。

摘要：车辆线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,车辆转向阻力矩无法直接反馈给驾驶员。从驾驶员偏好转向盘转矩的角度出发,在分析转向盘转矩影响因素的基础之上,提出一种考虑摩擦力矩、阻尼控制力矩、限位控制力矩以及主动回正力矩的线控转向系统转向盘转矩的模型,并通过试验数据对模型中的参数进行辨识。选取双纽线试验和中心区特性试验等进行仿真分析和硬件在环验证。结果表明,所建立的转向盘转矩模型能够保证低速时的转向轻便和高速时的路感清晰,并且很好地描述了车辆在不同行驶工况下的转向盘转矩特性,充分发挥了线控转向车辆转向盘转矩可以根据驾驶员需求自由设计的优势。

摘要：传统滑模控制(SMC)方法应用到线控转向系统时,需要预先获取系统干扰的上界值,且系统干扰变化会导致转角控制稳定性变差。为了提高线控转向系统的车轮转角跟踪性能,提出了一种考虑系统干扰的自适应神经网络滑模控制(RBFSMC)方法。RBFSMC先采用径向基神经网络对系统的不确定性和电机力矩扰动进行实时估计,再结合传统滑模控制设计车轮转角控制器,以提高转角控制的自适应性和稳定性。Matlab/Simulink、CarSim对SMC和RBFSMC的联合仿真结果对比表明,在车辆维持转向、连续转向和单移线/双移线工况下,RBFSMC能更好地维持0°车轮转角和实现动态车轮转角快速稳定的跟踪,较SMC具有更好的转角响应和跟踪性能,说明RBFSMC比SMC具有更好的鲁棒性和稳定性。