四轮转向汽车二次型最优控制策略研究
文献翻译—四轮转向汽车的转向特性及控制技术
附录 附录A Steering Behavior and Control Technology 0f Four—wheel Steering AutomobiIe ABSTRACT This paper analyses the characteristics of car four-wheel steering control to, summarizes the principle of construction four-wheel steering cars. Introduced the four-wheel steering system control strategy. Points out the four-wheel steering system control technology faces difficulties, and prospects the trend of its development. Keywords: four-wheel steering; Steering characteristics; Working principle; Control; Development; 1. Introduction With modern road traffic system and the development of modern automobile technology, people on the car's steering control performance and driving stability requirement is increasing day by day. As the most effective improve vehicle handling performance of a kind of active chassis control technology - four-wheel steering technology. In the 1980s began in cars get application, and as the modern automobile industry and continuous development. Car four-wheel steering means in turn, the rear car can be relative to body active steering, that the car can be up to four wheels role. To improve the car turned to maneuverability, handling stability and driving safety. 2. The car's steering four-wheel steering 2.1 4ws cars and 2ws steering process analysis Ordinary two wheel steering can not only the front car around its own wheel rotation and relative to body deflection around the precision, then wheel rotation and not only deflection. When the driver turned the steering wheel, front wheel steering, changed directions face front tyre, produced a transverse force, through the front wheel effect on body, make the body yawing and produce centrifugal force, the rear wheels cornering, produced change direction, participate in the sports car to. And the rear and front car 4ws as,
电动汽车电机驱动控制策略研究
本科毕业设计（论文） () 论文题目：电动汽车电机驱动控制策略研究 本科生姓名：关海波学号：201211318 指导教师姓名：赵峰职称： 申请学位类别：工学学士专业：电力工程及管理 设计(论文)提交日期：（小四号楷体加黑）答辩日期：（小四号楷体加黑） 本科毕业设计(论文)
电动汽车电机驱动控制策略研究 姓名：关海波 学号：201211318 学院：新能源及动力工程学院专业班级：电力工程及管理1201班
指导教师：赵峰 完成日期： 兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity
摘要 本论文首先介绍了异步电动机的数学模型，通过坐标变换，得到了异步电动机的空间矢量等效电路。并由理想逆变器的8种开关状态入手，得到了理想逆变器的数学模型，建立了空间电压矢量的定义。并在此基础上对定子磁链和电磁转矩及空间电压矢量之间的关系进行了分析，阐述了六边形磁链轨迹和近似圆形磁链轨迹异步电动机直接转矩控制系统的结构和工作原理。 根据异步电动机直接转矩控制的工作原理，本论文在的平台下，分别搭建了六边形磁链轨迹和圆形磁链轨迹直接转矩控制系统模型。并对仿真结果进行了相应的分析，验证了异步电动机直接转矩控制策略的可行性。而且，对两种磁链轨迹直接转矩控制系统的优缺点及应用范围进行了比较。 本论文以电动汽车的电机驱动部分为研究对象，对于异步电动机的直接转矩控制技术进行了较为深入的理论研究，在电动汽车及其他相关领域的应用具有一定的参考价值。 关键词：电动汽车；电机驱动；直接转矩控制
, . . , . . , . a , a , . . ：，， 目录 摘要错误!未指定书签。 错误!未指定书签。 1 绪论错误!未指定书签。 1.1国内外电动汽车的发展及现状错误!未指定书签。 2 电动汽车电机驱动系统分析错误!未指定书签。 2.1电动汽车驱动电机的特殊要求错误!未指定书签。 2.2电动汽车电机驱动系统的分类及选择错误!未指定书签。
13EPS系统性能试验研究(清华大学)
第25卷第2期2004年3月 江苏大学学报(自然科学版) Journal of Jiangsu University(Natural Science Edition) Vol.25No.2 Mar.2004 EPS系统性能试验研究 季学武,马小平,陈奎元 (清华大学汽车与节能国家重点实验室,北京100084) 摘要:设计了电动助力转向系统性能试验台,对进口电动助力转向系统的转矩传感器、电机电流传感器进行标定,并进行台架性能测试1测试结果表明:转矩传感器在零输入时的输出不为零,向右转向时输出增加,向左转向时输出减小;各种车速下的助力特性曲线都有死区存在;相同车速下,电机助力随操舵力几乎呈线性增加;随着车速的增加,电机助力随操舵力变化的斜率近似呈双曲线减小1测试结果对电动助力转向系统有关传感器和控制器元件的选择、设计开发以及控制策略的制定具有一定的参考价值1 关键词:电动助力转向系统;试验分析;助力特性 中图分类号:U46114文献标识码:A文章编号:1671-7775(2004)02-0116-04 Experimental study on EPS system performance JI Xue2wu,MA Xiao2ping,CH EN Kui2yuan (State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy Saving,T singhua University,Beijing100084,China) Abstr act:A test bench for electric power steering system(EPS)is set up.The characteristic experi2 ments on an EPS system imported from abroad are carried out on the test bench;the torque sensor of steering shaft and the current sensor of the electric motor are calibrated.The output characters of the torque sensor and the assistant characters of the EPS system are presented.It is found that the output of the torque sensor is not zero at zero input,and the output increases when steering right and decrea2 ses when steering left.T here is a dead zone on the curves of the assistant performance.The assistant torque increases with the increase of hand torque at the same vehicle speed,while the slope decreases with the increase of vehicle speed. Key words:electric power steering system;experimental analyses;assistant characteristics 电动助力转向系统(Electric Power Steering System,简称EPS)是在机械式转向系统基础上加装伺服控制装置而构成1其工作原理是:EPS系统的控制器对来自转向盘转矩传感器和车速传感器的信号进行分析处理后,控制电机产生适当的助力转矩,协助驾驶员完成转向操作1 与传统的液压助力转向系统相比,EPS系统具有更好的操纵力特性和转向路感,对环境污染小,节约能源,能够独立于发动机而工作[1-3]1正是由于EPS系统具有诸多优点,国外一些大的汽车零部件公司不惜巨资历经十几年的时间进行EPS系统的研究开发工作1目前,在汽车技术发达的国家(如日本、美国等),EPS技术已基本成熟,进入批量生产阶段,而国内对EPS的研究开发工作则刚刚起步1出于对潜在市场的保护,有关EPS系统研究开发的参考资料极少1作者对日本进口的整套EPS系统进行性能台架试验,得到该系统的助力特性及其他参数,为制定EPS控制策略及有关软件、硬件的设计 收稿日期:2003-08-12 基金项目:清华大学/9850规划基金资助项目(0150115);江苏省汽车工程重点实验室开放基金资助项目(KJS01086)作者简介:季学武(1964-),男,安徽无为人,清华大学汽车工程系,副教授,主要从事车辆动力转向系统研究1
线性二次型最优控制
一、主动控制简介 概念：结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰，采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型基础上运算和决策最优控制力，最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。 特点：主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰，是一种需要额外能量的控制技术，它与被动控制的根本区别是有无额外能量的消耗。 优缺点：主动控制具有提高建筑物的抵抗不确定性地面运动，减少输入的干扰力，以及在地震时候自动地调整结构动力特征等能力，特别是在处理结构的风振反应具有良好的控制效果，与被动控制相比，主动控制具有更好的控制效果。但是，主动控制实际应用价格昂贵，在实际应用过程中也会存与其它控制理论相同的问题，控制技术复杂、造价昂贵、维护要求高。 组成：传感器、控制器、作动器 工作方式：开环、闭环、开闭环。 二、简单回顾主动控制的应用与MATLAB应用 1.主动变刚度A VS控制装置 工作原理：首先将结构的反应反馈至控制器，控制器按照事先设定好的控制算法并结合结构的响应，判断装置的刚度状态，然后将控制信号发送至电液伺服阀以操纵其开关状态，实现不同的变刚度状态。 锁定状态（ON）：电液伺服阀阀门关闭，双出杆活塞与液压缸之间没有相对位移，斜撑的相对变形与结构层变形相同，此时结构附加一个刚度； 打开状态（OFF）：电液伺服阀阀门打开，双出杆活塞与液压缸之间有相对位移，液压缸的压力差使得液体发生流动，此过程中产生粘滞阻尼，此时结构附加一个阻尼。 示意图如下： 2. 主动变阻尼A VD控制装置 工作原理：变孔径阻尼器以传统的液压流体阻尼器为基础，利用控制阀的开孔率调整粘性油对活塞的运动阻力，并将这种阻力通过活塞传递给结构，从而实现为结构提供阻尼的目的。 关闭状态（ON）：开孔率一定，液体的流动速度受限，流动速度越小，产生的粘滞阻尼力越大，开孔率最小时，提供最大阻尼力，此时成为ON状态； 打开状态（OFF）：控制阀完全打开，由于液体的粘滞性可提供最小阻尼力。 示意图如下：
纯电动汽车整车控制器的设计
纯电动汽车整车控制器的设计 发表时间：2019-07-05T11:27:03.790Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：王坚 [导读] 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。 （柳州五菱汽车工业有限公司广西柳州 545007） 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计 （一）整车控制器结构设计 整车控制器的硬件结构根据其基本的功能需求进行设计，如图1所示。支持芯片正常工作的微控制器最小系统是整车控制器的核心，基础的信号处理模块，CAN通信与串口通信组成的通信接口模块，以及LCD显示等其他模块分别作为它的各大功能模块。 图1 整车控制器硬件结构图 （二）整车控制器硬件设计 从功能上可以把整车控制器分为6个模块。 1）微控制器模块：本设计选用美国德州仪器公司TI的数字信号处理芯片TMS320F2812为主控芯片，负责数据的运算及处理，控制方法的实现，是整车控制器的控制核心。此芯片运算速度快，控制精度高的特点基本满足了整车控制器的设计需求。TMS320F2812的最小系统主要由DSP主控芯片、晶振电路、电源电路以及复位电路组成。 2）辅助电源模块：由于整车控制器的控制系统中用到多种芯片，所以需要设计辅助电源电路为各个芯片提供电源，使其正常工作，因此输出电平有多种规格。采用芯片LM317、LM337可分别产生+5V和－5V的供电电压。 3）信号调理模块：输入整车控制器的踏板信号是1～4.2V模拟电压信号，TMS320F2812的12位16通道的A/D采样模块输入的信号范围为0～3.0V，因此需要对踏板输入的模拟电压信号进行相应的调理运算，以满足DSP的A/D采样电平要求。选用德州仪器的OPA4350轨至轨运算放大器，在输入级采用RC低通滤波电路与电压跟随电路以滤除干扰信号，减小输入的模拟信号失真。开关信号先经RC低通滤波电路滤除高频干扰，再作为电压比较器LM393的正端输入，电压比较器的负端输入接分压电路，将LM393的输出引脚外接光耦芯片，在起到电平转换作用的同时，进一步隔离干扰信号，提高信号的安全性与可靠性。 4）通讯模块：TMS320F2812具有一个eCAN模块，支持CAN2.0B协议，可以实现CAN网络的通讯，但是其仅作为CAN控制器使用。选用3.3V单电源供电运行的CAN发送接收器SN65HVD232D，其兼容TMS320F2812的引脚电平，用于数据速率高达1兆比特每秒（Mbps）的应
电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究79885824
电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究79885824
毕业论文 题目电动汽车AFS与DYC集成控制 策略研究
南京航空航天大学 本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：电动汽车AFS 与DYC集成控制策略研究）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 作者签名：2015年6月10日 （学号）：021130207
电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究 摘要 汽车主动安全技术经过近几十年的发展，特别是主动前轮转向（Active Front Steering, AFS）和直接横摆力矩控制（Direct Yaw Control, DYC）技术已分别被普遍应用于传统内燃机汽车上，并极大地提高了汽车操纵稳定性。但随着电动汽车的大力发展，尤其轮毂电机技术取得突破性的进展，从而使电动汽车相对于传统内燃机汽车具有更好的可控性和灵活性，并能够为AFS和DYC技术提供更为广阔的技术平台。 然而，随着人们对主动安全技术的要求变得越来越高，从而，促进了AFS和DYC集成控制的发展。但是，现阶段的AFS和DYC集成控制方法存在较大的协调控制问题，即AFS和DYC 同时工作时，两者同时产生的横摆力矩会相互影响，不仅增加了系统负担，并且降低了控制效果。因此，针对AFS和DYC集成控制方式存在的协调控制问题，本文采用了分层控制方法进行了解决，并通过滑模变结构控制理论分别对AFS和DYC控制器进行了设计，从而使汽车轮胎的侧向力在线性范围时，主要通过AFS来实现期望的横摆力矩，当汽车轮胎的侧向力超出线性范围时，超出部分将由DYC来实现。 最后，在Simulink中搭建系统的仿真模型。分别在高低速下进行双移线仿真试验，并验证了集成控制方法能够有效地跟踪期望的横摆角速度，且能弥补单个控制器同时起作用时会产生相互影响的问题。 关键词：电动汽车，车辆稳定性控制，滑模控制，s imulink仿真
混合动力轿车转向助力泵噪声控制试验研究
混合动力轿车转向助力泵噪声控制试验研究 梁映珍周钅宏赵静 （同济大学） 【摘要】针对某型混合动力轿车怠速工况转向助力泵噪声及车内噪声进行了试验测试，利用谱分析和相干分析方法对转向助力泵噪声的频谱分布及其对车内噪声的影响进行了分析,并根据分析结果分别采取转向助力泵隔声和防火墙隔声的措施进行控制。通过比较噪声控制前、后转向助力泵近场和防火墙近场的1／3倍频程频谱，证明了所采取降噪措施的有效性。 主题词：混合动力汽车轿车转向助力泵噪声 中图分类号：U463．217文献标识码：A文章编号：1000－3703（2009）01－0041－04 Test and Study on Noise Control of Hybrid Car Power Assisted Steering Pump Liang Yingzhen,Zhou Hong,Zhao Jing （Tongji University） 【Abstract】Based on tests on power assisted steering pump noise and cab interior noise for a hybrid car in idling speed status,the spectrum analysis and coherent analysis methods are used to analyze the distribution of noise spectrum and its effects on cab interior noise,and measures including sound－insulating of power assisted steering pump and sound isolation by firewall are taken respectively to control the noises according to the analysis results．The contrastive analysis of 1／3octave spectrum for sound isolation by firewall and sound insulating of assisted steering pump near field shows that the measures are effective． Key words：Hybrid vehicle,Passenger car,Power assisted steering pump,Noise 1前言 由于混合动力轿车采用新的动力总成，因而其车内噪声特性与传统轿车车内噪声特性有很大差别［1］。如怠速工况下，因发动机不工作，所以不存在发动机振动引起的噪声，而转向助力泵的噪声突现出来。因此，必须对混合动力轿车转向助力泵的噪声控制进行研究，以满足人们对乘坐舒适性的要求［2～5］。 本文以某型混合动力轿车为例，采用试验方法对其转向助力泵噪声水平进行测试（所有分析过程均采用A计权模拟人耳的听觉特性），通过频谱分析、相干分析识别其对车内噪声影响的频率成分及其传递方式。根据数据分析结果对转向助力泵采取源头隔声和传递过程中隔声两种不同的控制方法，并进行了试验验证，取得了良好的降噪效果。 2噪声水平实测试验 实测试验之前对该型混合动力轿车的主观评价结果是：怠速过程中，车内乘员能明显听到尖锐噪声，初步诊断此噪声是由发动机舱的转向助力泵产生的。 该试验在配备有汽车底盘测功机的半消声室内进行，试验的目的是研究怠速工况下转向助力泵噪声总水平及其对车内噪声水平的影响，并通过分析识别其主要传递方式，从而为有效实现对转向助力泵噪声的控制提出改进措施。试验测点位置如表1所列。试验过程中，采用德国GRAS公司生产的ICP压电式麦克风采集信号，数据采集设备为LMS 公司的SCADASⅢSC316W信号放大和智能采集系统，采用LMS Test．lab旋转机械模块测试与记录信号。 表1试验测点位置 3数据处理与分析 3．1频谱分析 由于转向助力泵自身的动不平衡会产生轴频（轴频等于转向助力泵轴每秒的转数）的噪声能量，由于制造误差和调整不当等会产生轴频的二倍频、四倍频或更高倍频的分量；在转向助力泵运转时，编号M01M02M03M04M05 测点 位置 驾驶员 右耳处 后排左侧 乘员右耳处 转向助力 泵近场 发动机侧 防火墙近场 车内侧防 火墙近场
电动汽车智能充电系统控制策略研究
电动汽车智能充电系统控制策略研究 发表时间：2020-04-14T07:34:25.255Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第1期作者：王琦[导读] 本文以电动汽车以锂离子动力电池为分析对象，研究如何改进其快速充电方法。 西安麦格米特电气有限公司陕西省西安市 710075摘要：随着电动汽车的逐渐普及，电动汽车充电桩的大规模接入会对电网的运行规划产生重大影响。提出了一种以预约为前提条件，面向用户端的电动汽车智能充电控制策略。根据充电桩实时运行状态，结合对电动汽车充电时间的预测，并充分考虑用户需求，建立了电 网控制端—计算机处理终端—智能充电桩终端—电动汽车用户端之间的信息反馈系统数学模型。通过算例分析，结果表明：采用所提出的充电控制策略，可显著提高充电系统运营效率，适用于大规模电动汽车智能充电系统。 关键词：电动汽车；充电桩；控制策略；预约；信息反馈 引言 生活水平的提高，人们的出行生活越来越多地依赖于汽车，以致汽车拥有量不断增加，从而加重了车尾气造成的环境污染，另外汽车数量的增多也使石油等资源的利用度剧增，严重造成这些能源的紧缺。这种现象严重违背了当代汽车发展中的“节能环保”主题。因此，电动汽车因具有较高的性能、较低的尾气排放和较好的续航能力等优点受到众人的青睐。因此，如何快速高效而且低损地为动力电池充电不仅对电动汽车的发展具有重要意义，而且是对电动汽车发展的重大挑战。本文以电动汽车以锂离子动力电池为分析对象，研究如何改进其快速充电方法。 1充电系统的设计 充电系统的主要设计界面主要就是实现铅酸电池组在充电过程的设计，也就是说能够让电池在较短的时间内充满汽车所需要的电量，而在较短时间完成对蓄电池的充电，对蓄电池初始状态可以做出实时的监测，那么电池在最初状态做出了检测，确定了蓄电池组的负荷状态，同时在温度和内部两端电压两个方面，蓄电池的实时监测状态对蓄电池参数实施的采样；按照蓄电池的各项指标来讲，在智能充电的过程中，处理器可以分析当前的电路对蓄电池的接入情况，从而导致蓄电池性能状况和负载区域能力共同的显示在了LCD板上，之后智能充电对于故障时会经过GSM通信通过短信的方式回馈给车主人，让车主及时地做出应有的判断，从而实现了自动化、智能化汽车充电。智能充电的基本模块包括：LCD触摸板、电源模块、数据存储模块、GSM通信模块、声光报警模块、参数检测模块这六大模块。近些年电脉冲充电方式成了充电的首选方式，正脉冲充电过程中产生的脉冲会在负电极中产生的脉冲相抵消，那么这样的现象就使得极化现象的影响减少，可以在缩短充电时间的基础上，降低在速冲过程中的危害，从而达到了真正的高效率充电。 2智能充电装置 为进一步提高本系统的智能性，分布式智能充电装置除具备传统功能（包括充电、计量、保护等）外，还实现了：（1）移动终端控制功能，通过终端App即可对启停机进行控制，用户通过移动终端即可对符合充电条件的充电装置的启停状态进行实时控制；（2）上传充电信息，包括电压、电流、电量、费率、计费、工作状态、故障等在内的充电信息会在App界面实时显示，同时充电信息由充电装置完成到服务器的上传。充电装置的控制核心为负责完成指令控制与信息分发功能的MCU，选用CORTEX系列芯片（具备低功耗、高性价比优势）完成同Wi-Fi通信模块间的通信过程（通过串口、SPI总线）及与数字电能表间的通信过程（通过485总线），同存储单元则通过I2C总线完成通信过程，并通过驱动电路同接触器相连，充电电能输出通过MCU实现通断状态的控制。相关信息的上报（电流、功率、电能）及远程控制充电装置开关状态则通过低功耗的Wi-Fi通信模块同无线网关的数据通信实现。交流电通过电源转换模块完成到直流电（包含不同电压等级）的转换。 3充电装置智能系统的设计与实现 3.1硬件框架 硬件系统主要由中央主控板、读卡器、检测芯片、显示屏、通信设备等构成，接入电网电源（380V）为AC交流电源输入，由中央处理单元进行相关操作后（包括滤波、整流、稳压等）转换为可用直流电源以供电动汽车充电使用。用户需通过IC卡识别模块完成充电装置的激活过程，系统识别IC卡用户信息（通过读卡器）后可显示余额及个人信息。状态显示包括充电模式、电流、电压、充电状态等在内的信息。作为监控系统的核心主控板的主要功能在于控制充电过程的启动/关闭及实时监控，并将数据向后台实时传输，具备工业级的温度范围，主控板具备7个串口，下位机数据检测及采集模块同备显示功能的上位机CPU模块采用串行总线完成通信过程；具备一个以太网口，采用动态的SDRAM和NAND控制器。 通过监控保护单元的设计实现对充电装置状态（包括进线输入电压、充电电压/电流、接口连接状态、车载电池状态等）的实时监测，出现异常时可及时切断电源输出，以确保充电过程的安全可靠。建设过程中为确保阴湿天气情况下的正常运行，应选择镀锌钢板作为充电装置外体材料，在外体上链接一根接地线抑制共模效应。
线性二次型最优控制应用举例与仿真
线性二次型最优控制 一、最优控制概述 最优控制，又称无穷维最优化或动态最优化，是现代控制理论的最基本，最核心的部分。它所研究的中心问题是：如何根据受控系统的动态特性，去选择控制规律，才能使得系统按照一定的技术要求进行运转，并使得描述系统性能或品质的某个“指标”在一定的意义下达到最优值。最优控制问题有四个关键点：受控对象为动态系统；初始与终端条件（时间和状态）；性能指标以及容许控制。 一个典型的最优控制问题描述如下：被控系统的状态方程和初始条件给定，同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态，并达到最优的性能指标。系统最优性能指标和品质在特定条件下的最优值是以泛函极值的形式来表示。因此求解最优控制问题归结为求具有约束条件的泛函极值问题，属于变分学范畴。变分法、最大值原理（最小值原理）和动态规划是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理、贝尔曼动态规划以及卡尔曼线性二次型最优控制是在约束条件下获得最优解的三个强有力的工具，应用于大部分最优控制问题。尤其是线性二次型最优控制，因为其在数学上和工程上实现简单，故其有很大的工程实用价值。 二、线性二次型最优控制 2.1 线性二次型问题概述 线性二次型最优控制问题，也叫LQ 问题。它是指线性系统具有二次型性能指标的最优控制问题。线性二次型问题所得到的最优控制规律是状态变量的反馈形式，便于计算和工程实现。它能兼顾系统性能指标的多方面因素。例如快速性、能量消耗、终端准确性、灵敏度和稳定性等。线性二次型最优控制目标是使性能指标J 取得极小值, 其实质是用不大的控制来保持比较小的误差,从而达到所用能量和误差综合最优的目的。 2.2 线性二次型问题的提法 给定线性时变系统的状态方程和输出方程如下： ()()()()()()()() X t A t X t B t U t Y t C t X t ?=+? =? （2.1）
连续线性二次型最优控制的MATLAB实现
连续线性二次型最优控制的MATLAB 实现 1.绪 论 最优控制问题就是在一切可能的控制方案中寻找一个控制系统的最优控制方案或最优控制规律，使系统能最优地达到预期的目标。随着航海、航天、导航和控制技术不断深入研究，系统的最优化问题已成为一个重要的问题。 本文介绍了最优控制的基本原理，并给定了一个具体的连续线性二次型控制系统，利用MATLAB 软件对其最优控制矩阵进行了求解，通过仿真实验，设计得到最优控制效果比较好，达到了设计的目的。 2.最优控制理论介绍 2.1最优控制问题 设系统状态方程为： ]00)(,),(),()(x t x t t u t x f t x ==? （2—1） 式中，x(t)是n 维状态向量；u(t)是r 维控制向量；n 维向量函数[]t t u t x f ),(),(是x(t)、u(t)和t 的连续函数，且对x(t)与t 连续可微；u(t)在[]f t t ,0上分段连续。所谓最优控制问题，就是要寻求最优控制函数，使得系统状态x(t)从已知初态0 x 转移到要求的终态)(f t x ，在满足如下约束条件下： （1）控制与状态的不等式约束 []0),(),(≥t t u t x g （2—2） （2）终端状态的等式约束 []0),(=f f t t x M （2—3） 使性能指标 [][]?+Θ=f f t t t t t u t x F t t x J f 0 d ),(),(),( （2—4） 达到极值。式中[]t t u t x g ),(),(是m 维连续可微的向量函数，r m ≤；[]f f t t x M ),(是s 维连续可微的向量函数，n s ≤；[]f t t x f ),(Θ和[]t t u t x F ),(),(都是x(t)与t 的连续可
电动助力转向系统控制的台架试验研究_王其东
2004134 电动助力转向系统控制的台架试验研究* 王其东1 杨孝剑2 陈无畏1 姜武华1 1 (合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥 230009) 2 (中国汽车技术研究中心,天津 300162) [摘要] 提出了将基于模糊神经网络的PI D 控制策略用于电动助力转向系统中助力电机的控制。设计了电动助力转向试验台,并进行了电动助力转向系统的台架试验。试验结果证明,采用模糊神经网络控制器确定目标电流,并使用P ID 反馈控制器跟踪目标电流的控制策略是十分有效的,能显著提高汽车的转向轻便性和灵敏性。 叙词:电动助力转向,试验台,模糊神经网络,PID 控制 Experimental Study on the Control of Electric Power Steering System Wang Qidong 1,Yang Xiaojian 2,C hen Wuwei 1&Jiang Wuhua 1 1 College of M ec ha nical and Au tomotiv e E ngineering,H e f ei Univ ersity o f Technology,H e f ei 230009 2 China A utomotiv e Research and Dev elop ment Center ,T ianj in 300162 [Abstract] A PDI control strategy based on fuzzy neural netw ork is applied to the control of motor in elec -tric pow er steering system.T he objective current is determined by fuzzy neural netw ork controller and is tracked by PID feedback controller.A test bed is set up and experiments are carried out.The results show that the strate -g y is effective in improv ing the performance of power steering system. Key words:Electric power steering,Test bed,Fuzzy neural network,PID control *国家自然科学基金(50275045)和安徽省/十五0攻关(01012015)项目资助。 原稿收到日期为2003年7月15日,修改稿收到日期为2003年10月31日。 1 前言 电动助力转向系统(EPS)具有改善汽车的操纵性能和经济性等诸多优点,受到了许多学者和汽车生产厂商的关注,成为现代汽车转向系统研究和开发的热点。在其设计开发过程中,进行台架试验是十分必要的。尽管有的试验台难以精确模拟行驶路况,但是可以实现台架上转向负载的变化趋势与路面行驶一致。因此,通过台架试验研究可以探索电动机的助力规律,检验助力控制程序的运行效果,分析EPS 对汽车转向轻便性的影响。同时也可以降低直接装车进行路试的危险性和研究成本。 2 助力控制系统 图1所示为EPS 的结构,包括齿轮齿条式转向 机构和电控助力部分。电控部分由电子控制单元 (ECU )、电动机、车速传感器和转矩传感器等组成。ECU 根据转向盘转矩信号T s 和车速信号v 确定电动机的目标电流I ,由于电动机输出转矩的大小和I 基本成正比,因此也就确定了助力转矩T a 的大小。EPS 的助力控制过程如图2所示,在实施控制的过程中,有两个关键问题需要解决:一是确定电动机目标电流I ,二是跟踪目标电流[1]。 2004年(第26卷)第5期 汽 车 工 程 Automotive Engineer ing 2004(Vol.26)No.5
汽车四轮转向研究现状
北京信息科技大学 研究生部 汽车四轮转向研究现状的综述报告 学院：机电工程学院 专业：机械工程 班级：研1402班 学号： 2014020055 姓名：刘全攀 指导教师：林慕义（教授） 完成日期：2014 年1月10 日
目录 摘要 (1) 国内外关于汽车设计与空气动力学的研究现状 (2) 1.1 国内汽车设计与空气动力学的研究现状...................................... 错误！未定义书签。 1.2 国外汽车设计与空气动力学的研究现状 (4) 总结与展望 (5) 参考文献 (6)
摘要 介绍了四轮转向概况，并以实例展示目前国内外汽车四轮转向的研究发展现状。 关键词：四轮转向
国内外关于汽车设计与空气动力学的研究现状 1.1 国内汽车设计与空气动力学的研究现状 2012年朱智超、田丽娟介绍了线控转向的基本结构与工作原理，详细介绍了基于线控的转向汽车的发展史，并分析了国内研究线控转向的进展。在这基础上研究了线控转向的关键技术，推测了技术要求，最后对线控转向的发展进行了展望与总结。[1] 2012年桂林、任燕介绍了电控电动式四轮转向(4WS)系统的基本组成结构工作原理，对四轮转向系统的转向电机、整车驱动电机，以及传感器的选取做了较详细的介绍分析。在研究现有4WS电控技术的基础上，提出了在助力转向条件下前、后轮分别由电机驱动，同时由电控单元(ECU)监测控制的四轮转向技术。对未来四轮转向电控技术和展趋势做了进一步的分析展望。[2] 2013年李辰旸、罗文广为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势，对汽车转向的理想状态进行分析，构建理想转向模型。依据具有二次型性能指标的最优控制理论，以汽车转向理想模型作为跟踪目标采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略，对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行研究。利用 Matlab工具，对所提出的后轮转向最优控制方法进行仿真。仿真结果表明：所设计的后轮转角最优控制器改善汽车转向的瞬态与稳态响应特性，其瞬态响应的超调量减少，稳定时间缩短；侧向滑移的稳态值有所降低，从而提高汽车转向的操纵稳定性。[3] 2014年杜峰、闫光辉鉴于汽车正常情况下都运行在侧向加速度较小的线性工作区域，对基于线控技术的主动四轮转向汽车进行了前、后轮转角最优跟随控制器的设计和算法推导，建立了“人-车-路”闭环操纵系统模型，并进行闭环系统仿真和安全性评价。结果表明 : 基于最优控制的主动四轮转向汽车同时实现了减小车身质心侧偏角与跟踪期望横摆角速度的控制目标，改善了车辆高速行驶下的转向响应特性;相对于传统前轮转向汽车与比例控制四轮转向汽车，基于最优控制的主动四轮转向汽车具有更好的路径跟随精度和主动安全性。[4]
电动汽车整车控制系统介绍
电动汽车整车控制系统介绍 本文主要探讨纯电动汽车整车控制系统功能及研发流程。根据用途,整个电气系统可分为动力系统、能源系统、底盘电子控制系统、照明指示系统、仪表显示系统、辅助系统、整车综合控制系统、空调系统和舒适性安全系统等子系统。其中很多功能模块都需要和整车综合控制系统相关。整车电气系统列出如表1所示。 整车综合控制系统根据驾驶员的操作指示(油门、刹车等),综合汽车当前的状态解释出驾驶员的意图,并根据各个单元的当前状态作出最优协调控制。 1 整车控制器系统配置 整车控制器与整车其他电气系统连接如图1所示。整车控制器通过CAN总线与电池ECU、电机ECU、电源分配ECU、ABS系统、中控门锁、仪表显示系统连接。与其余的电气系统通过IO端口连接(也可使用CAN通讯)。下面分别对各电气单元的功能要求分别叙述。 1.1 动力系统提供整车的动力输出,其核心是驱动电机和电机驱动ECU 电机驱动ECU通过CAN总线与整车综合控制器通讯。应能提供电机转速、转矩、功率、电压、电流、水温、工作模式等参数。并应该能接受整车控制器发来的控制命令。 1.2 能源系统包括电池、电池管理单元和电源分配系统 与整车控制器通讯的有电池管理ECU和电源分配ECU。 电池管理ECU对电池进行充放电管理及保护。它应能提供电池组总电压、电流、单体电池电压、温度、剩余电量、电池健康状态、故障类型等信息。 电源分配ECU应能提供各个子电源的电压、电流和工作温度以及故障类型等信息。 1.3 ABS系统应能提供各个车轮的转速、液压系统状态、各个制
动阀的状态以及自身的工作状态等信息 1.4 中控门锁,应提供各车门状态等信息 1.5 仪表显示系统,应向整车控制系统提供所显示信息的全部内容 1.6 照明指示系统,可以通过CAN总线来控制,也可以通过IO来指示照明指示系统的运行状态 1.7 转向助力、制动助力、变速箱需提供档位位置、液压压力、工作状态等信息 可以是简单的开关量也可以用CAN总线通讯。 1.8 驾驶员的油门踏板和制动踏板经信号调理后接入到整车控制器内 2 整车控制器详细功能 纯电动汽车的整车控制器的主要功能包括:汽车驱动控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视、行车记录等。整车控制器功能框图如图2所示。整车控制器通过CAN总线和IO端口来获得如加速踏板开度、电池SOC、车速等信息,并根据这些信息输出不同的控制动作。 下面分别介绍各部分实现的具体功能。 2.1 汽车驱动控制 根据司机的驾驶要求、车辆状态等状况,经分析和处理,向电机控制器发出指令,满足驾驶工况要求。包括启动、前进、倒退、回馈制动、故障检测和处理等工况。 2.2 整车能量优化管理 通过对电动汽车的电机驱动系统、电池管理系统、传动系统以及其它车载能源动力系统(如空调)的协调和管理,以获得最佳的能量利用率。 2.3 网络管理 整车控制器作为信息控制中心,负责组织信息传输,网络状态监控,网络节点管理等功能,网络故障诊断和处理。