差动转向无人车轨迹跟踪和车身姿态控制研究 被引量：1

1

作者 田杰 潘新 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期112-120,共9页

针对分布式驱动无人车转向时车身在离心力作用下外倾,引起内侧车轮载荷减小,严重时会导致差动转向失效乃至车辆侧翻等问题,提出了一种差动转向无人车的轨迹跟踪和车身姿态控制方法;该控制方法可通过差动转向实现无人车轨迹跟踪,同时通... 针对分布式驱动无人车转向时车身在离心力作用下外倾,引起内侧车轮载荷减小,严重时会导致差动转向失效乃至车辆侧翻等问题,提出了一种差动转向无人车的轨迹跟踪和车身姿态控制方法;该控制方法可通过差动转向实现无人车轨迹跟踪,同时通过主动悬架实现转向时车身主动内倾来保证差动转向有效性,提高了无人车的操纵稳定性。建立考虑侧倾因素的车辆模型及参考模型,通过分数阶单点预瞄驾驶员模型得到了参考模型跟踪期望路径所需的参考前轮转角;基于此,设计了H_(∞)鲁棒控制器,通过控制差动转向无人车的横摆角速度和车身内倾角,分别跟踪参考模型提供的参考值,得到了所需的差动力矩及左右侧主动悬架控制力。研究结果表明:所设计的分数阶单点预瞄驾驶员模型和H_(∞)鲁棒控制器能有效保证差动转向无人车实现轨迹跟踪,同时实现了车身姿态控制。 展开更多

关键词 车辆工程 分布式驱动无人车 轨迹跟踪控制 车身姿态控制 差动转向 主动悬架 H∞鲁棒控制

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多轴分布式电驱动车辆后桥差动转向控制策略研究 被引量：9

2

作者 彭博 李军求 +2 位作者 孙逢春 朱学斌 万存才 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期909-916,共8页

首先建立了八轴分布式电驱动车辆动力学模型,提出了基于质心侧偏角的差动转向双层控制策略,上层控制器以质心侧偏角及其变化率和前轮转角为输入,采用模糊控制生成机械转向桥和差动转向桥的转向中心相对位置,从而获得后桥转向参考转向角... 首先建立了八轴分布式电驱动车辆动力学模型,提出了基于质心侧偏角的差动转向双层控制策略,上层控制器以质心侧偏角及其变化率和前轮转角为输入,采用模糊控制生成机械转向桥和差动转向桥的转向中心相对位置,从而获得后桥转向参考转向角;下层控制器以上层转向参考角为控制目标,采用增量式数字PI控制得到后桥电机的差动转矩。最后选取中高速工况,进行硬件在环仿真,验证了后桥差动转向控制效果和实时性。结果表明,与理想阿克曼转向策略相比,该策略能有效减小车辆转向过程中质心侧偏角,并保证了转向稳定性。 展开更多

关键词 差动转向 分布式驱动 双层控制策略 模糊控制 转向稳定性

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轮式差动转向无人车运动跟踪控制的研究 被引量：13

3

作者 熊璐 黄少帅 +2 位作者 陈远龙 杨光兴 章仁燮 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期1109-1116,共8页

在分析车辆传动系统结构特点的基础上,基于差动转向原理,将无人车的运动跟踪控制分为:基于左右轮平均轮速的直线行驶控制和基于左右轮轮速差的行车转向控制。同时,基于抗积分饱和的比例积分控制法,提出了直线行驶下的车速跟踪控制算法;... 在分析车辆传动系统结构特点的基础上,基于差动转向原理,将无人车的运动跟踪控制分为:基于左右轮平均轮速的直线行驶控制和基于左右轮轮速差的行车转向控制。同时,基于抗积分饱和的比例积分控制法,提出了直线行驶下的车速跟踪控制算法;基于状态反馈法,提出了行车转向下的横摆角速度跟踪控制算法。最后,通过实车试验对提出的运动跟踪控制算法进行验证,实现了目标车的遥控行驶。 展开更多

关键词 无人车 差动转向 运动跟踪控制 实车试验

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分布驱动轮式车辆差动转向动力学特性研究 被引量：2

4

作者 徐涛 申焱华 +1 位作者 张文明 谢锦程 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期812-819,849,共9页

针对现有轮式车辆差动转向理论中未考虑胎体扭转特性和稳态差动转向动力学特性的问题,结合分布驱动轮式车辆结构特点,进行基于轮胎扭转和侧偏特性的轮式车辆差动转向动力学特性研究。通过建立单轴和双轴分布驱动轮式车辆动力学模型,分... 针对现有轮式车辆差动转向理论中未考虑胎体扭转特性和稳态差动转向动力学特性的问题,结合分布驱动轮式车辆结构特点,进行基于轮胎扭转和侧偏特性的轮式车辆差动转向动力学特性研究。通过建立单轴和双轴分布驱动轮式车辆动力学模型,分析轮胎与路面相互作用机理和稳态差动转向形成过程;讨论胎体扭转和横向变形引起的车轮回正力矩与侧偏力、侧向外力和车辆结构尺寸等对车辆稳态差动转向过程的影响。结果显示,轮胎扭转迟滞及其产生的回正力矩对稳态差动转向影响较大;双轴轮式车辆差动转向过程为侧偏与侧滑的耦合作用,其差动转向的必要条件为轮距大于轴距。 展开更多

关键词 分布式驱动车辆 差动转向 轮胎动力学特性 建模与仿真

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一种无人驾驶汽车差动转向路径跟踪控制器研究 被引量：5

5

作者 何文锋 《舰船电子工程》 2018年第10期65-68,共4页

论文研究了基于差动转向的四轮独立驱动(FWIA)无人驾驶汽车(AGV)的路径跟踪问题。通过差动驱动同轴的左右车轮产生差动力矩,这一差动力矩可以统迫使车轮绕着各自的主销转动,这一转向方式被称为差动转向。基于模型预测控制(MPC)设计路径... 论文研究了基于差动转向的四轮独立驱动(FWIA)无人驾驶汽车(AGV)的路径跟踪问题。通过差动驱动同轴的左右车轮产生差动力矩,这一差动力矩可以统迫使车轮绕着各自的主销转动,这一转向方式被称为差动转向。基于模型预测控制(MPC)设计路径跟踪控制器计算出所需的差动力矩,在完成路径跟踪任务的同时确保车辆的稳定性。期望的横摆角速度考虑了路径跟踪误差,将路径跟踪问题转化成了车辆稳定性问题。通过CarSim-Simulink联合仿真,验证了差动转向的可行性以及路径跟踪控制器的控制效果。 展开更多

关键词 无人驾驶汽车 路径跟踪 差动转向 模型预测控制

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基于全轮差动转向的虚拟轨道汽车列车设计 被引量：11

6

作者 孙帮成 王文军 +2 位作者 刘志明 崔涛 李明高 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期67-74,共8页

为提高城市公共交通系统客流运输效率以满足城市居民生活与工作的出行需求,对新型城市客流载运工具结构及其运动控制方法进行研究.首先,综合轨道列车和传统汽车结构优势,提出具有大容量、自导向的虚拟轨道汽车列车架构;然后,对其基本参... 为提高城市公共交通系统客流运输效率以满足城市居民生活与工作的出行需求,对新型城市客流载运工具结构及其运动控制方法进行研究.首先,综合轨道列车和传统汽车结构优势,提出具有大容量、自导向的虚拟轨道汽车列车架构;然后,对其基本参数和动力驱动方案进行设计,使虚拟轨道列车可灵活运行在复杂的城市空间;接着,提出虚拟轨道汽车列车的差动转向控制方法,以降低虚拟轨道汽车列车驾驶操作难度和实现车辆的自动驾驶功能;最后,搭建了虚拟轨道汽车列车的原理样车,对虚拟轨道汽车列车的差动转向控制方法的效果进行测试.实验结果表明:设计的基于全轮差动转向的虚拟轨道汽车列车控制方法,可控制车辆沿目标路径行驶,提出的具有大容量和自动驾驶功能的虚拟轨道汽车列车可运行于空间有限的城市道路,为城市公共交通车辆的开发提供参考. 展开更多

关键词 车辆设计 自动驾驶 差动转向 汽车列车

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轮毂电机驱动车辆线控差动转向的研究 被引量：12

7

作者 王其东 曹也 +3 位作者 陈无畏 赵林峰 谭洪亮 谢有浩 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期1384-1393,1409,共11页

针对轮毂电机驱动电动汽车各轮转矩独立可控且转矩响应迅速精确的特点,进行差动转向的相关研究。首先,构建了线控差动转向系统,并经过等效简化,建立了系统动力学方程。接着,进行了线控差动转向控制系统的设计。以系统模型为基础,以转向... 针对轮毂电机驱动电动汽车各轮转矩独立可控且转矩响应迅速精确的特点,进行差动转向的相关研究。首先,构建了线控差动转向系统,并经过等效简化,建立了系统动力学方程。接着,进行了线控差动转向控制系统的设计。以系统模型为基础,以转向齿条位移为闭环控制量,分3步进行非线性控制器控制律的设计。确定转矩分配方案,实现各轮转矩的协调分配。然后,进行了经典工况下的仿真验证,结果表明,线控差动转向能较好地驱动车辆按照驾驶员意愿进行转向,所设计的非线性控制器控制效果良好,且差动转向的介入会影响车辆的稳定性和转向性能。最后,基于NI PXI实时平台和双轮毂电机试验台进行了硬件在环试验,验证了所构建线控差动转向系统的有效性。 展开更多

关键词 电动汽车 轮毂电机驱动 线控差动转向 转矩分配

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基于线控转向的差动转向控制策略研究 被引量：3

8

作者 王家钥 常九健 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第8期1064-1069,1108,共7页

针对分布式电驱动整车差动转向问题,文章以线控转向机构作为转向执行机构,研究基于横摆角速度和车辆路径的综合反馈控制策略。采用MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真,设计滑模控制器和线性二次型调节器,重新分配四轮转矩,决策出合理的... 针对分布式电驱动整车差动转向问题,文章以线控转向机构作为转向执行机构,研究基于横摆角速度和车辆路径的综合反馈控制策略。采用MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真,设计滑模控制器和线性二次型调节器,重新分配四轮转矩,决策出合理的前轮附加转角,以保证汽车的行驶稳定性,并选取典型工况对控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,基于横摆角速度的滑模控制器与基于路径的路径跟踪控制器的综合控制策略,相较于传统基于横摆角速度和质心侧偏角的滑模控制器,车辆实际横摆角速度与理想横摆角速度误差大幅下降;车辆路径与期望路径误差亦得到有效控制。 展开更多

关键词 差动转向 汽车稳定性 转矩分配 路径跟踪 综合反馈控制 分布式电驱动整车

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考虑驾驶人疲劳特性的差动转向共享控制 被引量：4

9

作者 方振伍 林中盛 +1 位作者 王金湘 殷国栋 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1012-1022,共11页

为降低由于驾驶人疲劳所引发的车辆失稳风险,提出了一种考虑驾驶疲劳特性的差动转向共享控制方法.首先,建立了可表征驾驶疲劳特性的驾驶人-车辆模型;然后设计考虑车速、手臂肌肉刚度与反应时间不确定性的动态输出反馈鲁棒控制器,并采用... 为降低由于驾驶人疲劳所引发的车辆失稳风险,提出了一种考虑驾驶疲劳特性的差动转向共享控制方法.首先,建立了可表征驾驶疲劳特性的驾驶人-车辆模型;然后设计考虑车速、手臂肌肉刚度与反应时间不确定性的动态输出反馈鲁棒控制器,并采用极点配置方法提升驾驶人-车辆闭环系统稳定性;最后搭建了PreScan\Carsim\Simulink联合仿真平台与驾驶人硬件在环试验平台.结果表明:加入所提出的共享转向控制后,不同疲劳状态下的车辆路径跟踪误差指标减小了59.53%以上,有效提升了车辆的路径跟踪性能;针对轻度、重度疲劳驾驶人,生理负荷指标与心理负荷指标在控制器辅助下均减小了48.92%以上,实现了不同等级的个性化辅助驾驶. 展开更多

关键词 智能汽车 差动辅助转向共享控制 鲁棒控制 独立轮驱动电动汽车 驾驶辅助系统

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全电驱动-制动电动汽车差动助力转向控制研究

10

作者 陈立智 杨坤 +3 位作者 郭君 马超 谭迪 王杰 《汽车工程学报》 2025年第1期95-107,共13页

针对全电驱动-制动电动汽车驱动系统的冗余优势,以装备新型分布式线控转向系统的电动汽车为研究对象,对转向电机失效后的转向助力及辅助回正特性进行研究。基于自适应模糊PID算法制定参考转向盘转矩跟踪控制的差动助力转向控制策略,基于... 针对全电驱动-制动电动汽车驱动系统的冗余优势,以装备新型分布式线控转向系统的电动汽车为研究对象,对转向电机失效后的转向助力及辅助回正特性进行研究。基于自适应模糊PID算法制定参考转向盘转矩跟踪控制的差动助力转向控制策略,基于PID算法制定转向盘角度跟踪控制的辅助回正控制策略,并使用自适应权重和学习因子的粒子群算法对PID参数进行优化,使回正控制策略在不同车速下可自适应调节辅助回正力矩。基于Matlab/Simulink/Simscape搭建整车八自由度模型、驾驶员模型、转向系统模型以及电机模型,对所研究对象的转向助力与辅助回正特性进行验证。结果表明,在阶跃、双纽线和正弦工况下,转向盘转矩可分别降低54.3%、48.7%和40.7%,可有效提高车辆在高速行驶时的路感,在撒手回正工况下差动力矩可有效辅助回正。 展开更多

关键词 差动助力转向 回正控制 粒子群优化 电机转矩控制

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基于差动和自主转向协调的分布式驱动无人车轨迹跟踪 被引量：14

11

作者 徐兴 卢山峰 +2 位作者 陈龙 蔡英凤 李勇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期475-481,共7页

分布式驱动无人车能通过差动转向和原有自主转向的共同作用保证车辆的轨迹跟踪。在2自由度车辆动力学模型基础上,基于模型预测控制算法,提出预瞄时间自适应的轨迹跟踪方法,以满足转弯和直行工况的预测要求;考虑分布式驱动无人车构型特点... 分布式驱动无人车能通过差动转向和原有自主转向的共同作用保证车辆的轨迹跟踪。在2自由度车辆动力学模型基础上,基于模型预测控制算法,提出预瞄时间自适应的轨迹跟踪方法,以满足转弯和直行工况的预测要求;考虑分布式驱动无人车构型特点,基于参考横摆角,采用左右两侧驱动轮转矩差动控制,能在保证无人车总体转矩需求不变的情况下实现轨迹跟踪。为综合上述两种方法的优点,提出了利用设置权重的方法对自主转向和差动转向轨迹跟踪进行协调控制,并进行了Matlab与Car Sim的联合仿真和实车实验验证。结果表明,协调控制有效改善了转向的响应速度和灵活性,同时提高了无人车轨迹跟踪的可靠性和准确性。 展开更多

关键词 分布式驱动无人车 差动转向 自主转向 协调控制 轨迹跟踪

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差动助力转向系统离线仿真验证 被引量：12

12

作者 王庆年 王军年 +2 位作者 宋世欣 李宝华 靳立强 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期545-551,共7页

根据电动轮汽车前轮独立驱动的特点,提出了一种针对电动轮汽车的新型助力转向方式——差动助力转向。首先讨论其基本原理及结构并应用Matlab/Simulink建立了整车和转向系模型,接着给出了旨在减小参考转向手力与实际转向手力差值的左右... 根据电动轮汽车前轮独立驱动的特点,提出了一种针对电动轮汽车的新型助力转向方式——差动助力转向。首先讨论其基本原理及结构并应用Matlab/Simulink建立了整车和转向系模型,接着给出了旨在减小参考转向手力与实际转向手力差值的左右转向轮的驱动转矩分配的控制策略,以及转向轮辅助回正控制算法。最后进行离线数字仿真,结果表明对于前轮独立驱动的电动车,所提出的差动助力转向系统既满足了转向轻便和驾驶路感良好的基本要求,又改善了转向轮回正性。 展开更多

关键词 电动轮汽车 差动助力转向 仿真验证

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轮毂驱动电动汽车差动助力转向变论域模糊PID控制 被引量：7

13

作者 张志勇 唐磊 +1 位作者 郝威 袁泉 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第2期169-177,共9页

为改善轮毂驱动电动汽车的转向轻便性,提出了一种基于变论域模糊比例-积分-微分(PID)的差动助力转向控制方法。建立转向系统模型和理想助力特性模型,获得车辆转向行驶过程中的理想方向盘力矩;根据方向盘力矩偏差和偏差变化率的大小,调整... 为改善轮毂驱动电动汽车的转向轻便性,提出了一种基于变论域模糊比例-积分-微分(PID)的差动助力转向控制方法。建立转向系统模型和理想助力特性模型,获得车辆转向行驶过程中的理想方向盘力矩;根据方向盘力矩偏差和偏差变化率的大小,调整PID的3个控制参数,实现4个车轮的转矩分配控制;利用PID对车轮的滑移率进行控制,以避免车轮过度滑转;基于CarSim和MATLAB/Simulink软件的数字仿真进行了控制性能分析。结果表明:变论域模糊PID控制下车辆转向轻便性改善43.5%,横摆角速度误差均方根值为0.212rad/s;该方法能提高方向盘力矩跟踪理想力矩的精度,且有效地实现了车轮滑移率控制。 展开更多

关键词 轮毂驱动电动汽车 差动助力转向 模糊PID控制 变论域 滑移率控制

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分布式驱动电动汽车的差动助力转向控制 被引量：20

14

作者 余卓平 冷搏 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期243-248,295,共7页

根据分布式驱动电动汽车前轮独立驱动的特点和拓扑结构,分析了其实现差动助力转向的可行性,并提出了差动助力转向闭环控制方法。基于纵向车速和转向盘转角确定了参考转向盘力矩,以它为控制目标设计了差动助力转向闭环控制策略,以改善车... 根据分布式驱动电动汽车前轮独立驱动的特点和拓扑结构,分析了其实现差动助力转向的可行性,并提出了差动助力转向闭环控制方法。基于纵向车速和转向盘转角确定了参考转向盘力矩,以它为控制目标设计了差动助力转向闭环控制策略,以改善车辆的转向性能。针对特定工况下电机输出转矩饱和的情况设计了遇限削弱积分变参数PI控制算法和回正识别策略与控制算法,保证在低速时转向盘能快速回到中间位置,而在高速时能提供一定的阻尼,以减小转向盘回正超调。实车试验结果表明:设计的控制算法可为驾驶员提供随车速而变的转向助力,从而减小转向盘力矩,改善车辆的转向轻便性;同时,能准确地判断回正状态,跟踪转向盘力矩参考值,显著改善回正工况车辆响应。 展开更多

关键词 分布式驱动电动汽车 差动助力转向 操纵性 变参数PI控制 PID控制

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分布式驱动电动汽车转向失效控制研究 被引量：1

15

作者 朱文静 李刚 郭增江 《汽车工程师》 2021年第6期17-20,57,共5页

为解决分布式驱动电动汽车转向电机故障而造成的转向失效问题,文章构建了转向电机失效控制架构,并对电机故障的几种情况展开讨论,提出差动力矩控制策略。通过Simulink与CarSim联合仿真,搭建整车模型,选取单电机失效时的圆周工况与单移... 为解决分布式驱动电动汽车转向电机故障而造成的转向失效问题,文章构建了转向电机失效控制架构,并对电机故障的几种情况展开讨论,提出差动力矩控制策略。通过Simulink与CarSim联合仿真,搭建整车模型,选取单电机失效时的圆周工况与单移线工况进行仿真验证。结果表明,差动转向力矩控制策略能够在单个转向电机发生故障的情况下,使汽车保持转向、平稳行驶,提高了汽车行驶的安全性。 展开更多

关键词 分布式驱动电动汽车 转向失效 PID控制 差动转向

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