一、Fuzzy控制和PID控制的集成控制器及其仿真研究（论文文献综述）
周晨[1]（2021）在《应急救援车辆油气悬架与主动前轮转向系统控制策略研究》文中认为为了紧急快速救援各类突发灾害和自然灾害,对应急救援车辆的机动能力提出了更高的要求,如何保证车辆在高机动行驶下的稳定性成为了应急救援车辆所面临的关键技术需求。主动前轮转向和油气悬架作为车辆重要的底盘子系统,能够分别提高车辆的横摆稳定性和侧倾稳定性。因此,如何构建合理有效的控制策略协调主动前轮转向和油气悬架系统是提高应急救援车辆在高速行驶下稳定性的关键技术途径。本课题在国家重点研发计划项目“高机动多功能应急救援车辆关键技术研究与应用示范”（项目编号:2016YFC0802900）的资助下,立足于油气悬架和主动前轮转向系统,以应急救援车辆为研究对象,提出油气悬架多目标优化及控制方法、主动前轮转向介入机理及控制策略、转向悬架解耦控制算法等关键理论,并依托自主研制的应急消防救援样车,对所提出的控制策略展开试验测试研究,主要研究内容如下:（1）建立应急救援车辆多自由度动力学模型、魔术轮胎模型以及路面输入模型,并基于Matlab/Simulink平台构建仿真模型,为后续应急救援车辆在不同工况下的动力学仿真奠定模型基础。（2）提出油气悬架多目标优化及侧倾稳定性控制方法。基于AMESim/Simulink联合仿真平台建立路面-轮胎-悬架-车身模型,对油气悬架系统进行灵敏度分析,并基于改进多目标优化算法对油气悬架的参数进行多目标优化设计;建立油气悬架控制系统模型,提出油气悬架系统的侧倾稳定性控制逻辑,设计基于指数趋近律的变结构滑模控制器,并通过并行自适应克隆选择算法对所设计的滑模控制器参数进行优化。（3）提出主动前轮转向介入机制及横摆稳定性控制方法。结合双线法和横摆角速度法,构建应急救援车辆的封闭多边形相平面稳定区域,提出主动前轮转向介入机制;以跟踪车辆理想横摆角速度和质心侧偏角为目标,提出主动前轮转向的横摆稳定性滑模控制策略,并基于扩展卡尔曼滤波算法对车辆质心侧偏角进行状态估计。（4）提出油气悬架和主动前轮转向的解耦控制策略。构建包括侧向、横摆和侧倾三个自由度的车辆动力学模型,并通过Interactor算法对车辆底盘的可逆性进行分析;基于广义回归神经网络（GRNN）辨识车辆底盘逆系统,使应急救援车辆底盘系统解耦成两个独立的伪线性系统;设计PID与GRNN逆系统组成的复合控制策略,对车辆横摆角速度和侧倾角进行反馈调节,实现对车辆转向悬架底盘集成系统的解耦控制。（5）对XJY18D应急消防救援样车底盘的机械系统与液压系统进行设计选型,完成样车的制造、装配和调试,并基于自主研制的样车对所提出的油气悬架控制策略、主动前轮转向控制方法、油气悬架与主动前轮转向解耦控制策略进行试验测试。本文所提出的应急救援车辆油气悬架和主动前轮转向控制策略,有助于提高应急救援车辆高速行驶时的稳定性、提升应急救援车辆的抢险救灾效率,对于我国应急救援装备的应用与产业化推广也具有重要意义。
安伟彪[2]（2021）在《分布式驱动电动汽车轨迹跟踪与稳定性集成控制研究》文中提出目前电动汽车已成为汽车产业发展的重点主攻方向。相比其他驱动形式的电动汽车,以轮毂电机作为直接动力源的分布式驱动电动汽车具有以下突出优势:结构简单,采用轮毂电机驱动,提高了能量传递效率且力矩响应迅速;提供了扭矩矢量控制方法,可连续调节车辆的被控状态量,为实现更加出色的稳定性控制技术提供了基础。本文以分布式驱动电动汽车为研究对象,从主动安全控制技术入手,针对车辆高速行驶在高附着系数路面,易发生侧翻事故。高速行驶在低附着系数路面,易发生侧滑失稳事故。以及在极限工况进行轨迹跟踪时由于车辆失稳,导致轨迹跟踪失败等问题。为提高车辆在不同附着系数路面的行驶稳定性和轨迹跟踪性能,本文对车辆的防侧翻稳定性控制、横向稳定性控制、轨迹跟踪控制以及集成控制展开了研究,并基于模型预测控制算法（MPC）设计了相应的控制器。主要研究内容如下:1、整车动力学模型的建立和基于UKF的车辆状态观测。首先综合车辆的纵向,横向,横摆以及侧倾动力学特性,建立了整车平面四轮、单轨动力学模型和侧倾动力学模型,为各个MPC控制器的设计提供了基础。其次根据魔术轮胎公式建立了轮胎模型,考虑到实时获取精确的车辆状态量也是稳定性控制的重点,设计了无迹卡尔曼滤波（UKF）状态估计器,对控制器所需的状态量如侧向速度,侧倾角等进行了实时估算。2、对车辆的侧倾和横向稳定性控制进行了研究。首先对车辆的侧倾、横向稳定性控制目标和控制方式的选取进行了分析,并基于MPC算法设计了侧倾稳定性控制器和横向稳定性控制器。然后在仿真环境下完成了MPC侧倾稳定性控制器高附路面,高速鱼钩转向工况测试,和MPC横向稳定性控制器低附路面,高速蛇形转向工况测试。仿真结果表明,上述各MPC控制器通过产生附加扭矩的方式,有效地将控制目标控制在阈值范围内,实现了车辆极限工况下的稳定性控制。3、对车辆的稳定性集成控制进行了研究。针对单一控制器在不同附着系数路面适应性较差,无法达到预期控制效果等问题。为提高控制系统在不同工况的控制效果,对稳定性状态判定条件的选取和协调策略的制定进行了研究,基于分层式集成控制系统设计了MPC稳定性集成控制器。该控制器上层监督决策模块包含了协调控制器,下层执行控制模块包含了各MPC控制器。并完成了高速,对接路面仿真测试。仿真结果表明,MPC稳定性集成控制器有效提升了复杂工况下的车辆稳定性控制效果。4、对车辆的轨迹跟踪稳定性控制进行了研究。基于MPC算法设计了车辆轨迹跟踪控制器,对控制器设计过程中目标函数的建立,约束条件的设定等步骤进行了介绍。然后通过仿真测试,分析了不同工况对轨迹跟踪控制效果的影响。为提升车辆高速轨迹跟踪过程中稳定性和轨迹跟踪精度,对MPC轨迹跟踪控制系统进行了改进,将其与MPC稳定性集成控制器结合,设计了轨迹跟踪稳定性控制器。并对该控制器进行了仿真对比测试,结果表明MPC轨迹跟踪稳定性控制器有效降低了车辆高速轨迹跟踪过程中的横向载荷转移系数,质心侧偏角等状态量,在保证车辆稳定性的前提下,提高了不同附着系数路面的轨迹跟踪性能。5、为更好地满足实际需求,在实车平台上进行了稳定性控制实验。基于Simulink设计了车辆横向稳定性控制器和轨迹跟踪稳定性控制器,在实验室已有的分布式驱动电动汽车实验平台上,首先采用不同控制模式进行了多组横向稳定性控制对比实验,验证了所设计的横向稳定性控制器的有效性。然后又进行了轨迹跟踪稳定性控制试验,试验数据表明在车辆进行轨迹跟踪过程中,稳定性控制器的开启在保证轨迹跟踪精度的前提下,有效降低了横摆角速度和侧向加速度。
韦伟[3]（2020）在《电磁主动悬架设计与控制策略研究》文中指出车辆悬架作为车架与车桥之间的传力装置,不仅能够缓冲、衰减由路面激励引起的冲击和振动,也可以保证车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。近年来,随着汽车悬架的广泛发展,车辆的行驶平顺性、操纵稳定性、使用可靠性、安全性以及乘客的需求等逐渐地受到了人们的重视。由于磁力驱动技术具有无接触、无需润滑、响应速度快、可控性强等优势,采用磁力驱动技术的电磁主动悬架受到了研究学者的普遍关注。本文提出了一种新型的电磁主动悬架,它是将电磁主动悬架作动器嵌入到传统的被动悬架内,采用电磁主动悬架作动器与阻尼器和弹簧并联的方式构成。当汽车行驶在道路上时,作动器不仅提供主动力对车辆的行驶平顺性以及车身姿态进行实时控制,还可以将振动产生的电动势经过转换后贮存在蓄电池内。因此,电磁主动悬架保证了原被动悬架的安全性,又可以通过磁力驱动技术提升了悬架系统的整体性能。本文首先详细阐述了该电磁主动悬架的工作原理;对电磁主动悬架作动器的结构进行设计,对其尺寸进行优化,最后确定最终结构;搭建电磁主动悬架作动器原理样机,对电磁主动悬架作动器的磁场特性和力学特性进行理论、仿真和实验研究;通过电磁主动悬架的仿真分析和原理样机实验,对该悬架的可行性、安全性以及控制策略的有效性进行验证。本文的主要研究内容分为以下六个部分:（1）在全面分析电磁主动悬架目前所存在问题的基础上,本文提出了一种新型的电磁主动悬架,详细阐述了该系统的工作原理,在结构上对电磁主动悬架作动器进行设计,在尺寸上对其进行优化,以确定此作动器的最终结构尺寸并搭建该作动器原理样机。（2）基于等效磁路法和网孔分析法建立电磁主动悬架作动器的磁场理论模型,在磁场理论计算的基础上建立该作动器的力学理论模型,通过磁场仿真软件对此作动器的磁场特性和力学特性进行仿真分析。对该作动器原理样机的磁场特性和力学特性进行测量和研究分析,验证了磁场特性和力学特性在理论模型和仿真分析上的准确性。（3）以车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷作为汽车悬架系统的三个性能评价指标,分别建立了随机路面模型和冲击路面模型,对被动悬架和电磁主动悬架的1/4车二自由度、1/2车四自由度和整车七自由度的动力学模型进行建立,并以随机路面模型作为路面激励,采用PID控制策略对1/4车、1/2车和整车电磁主动悬架进行动力学仿真,并与被动悬架的动力学仿真结果进行比较分析,得到了基于该电磁主动悬架的车辆垂向运动、俯仰运动和侧倾运动的控制效果。（4）以1/4车二自由度的电磁主动悬架为基础,建立PID控制、鲁棒控制以及极点重合配置控制策略理论,并将这三种控制策略分别应用到1/4车电磁主动悬架中,对三个车辆性能评价指标以及其车身加速度的频域响应结果进行对比、分析与评价。针对1/4车电磁主动悬架进行仿真分析,结果表明PID控制策略可以较好地抑制车身姿态,鲁棒控制策略能够抑制车身加速度,并提高悬架的鲁棒性,极点重合配置控制策略在抑制车身加速度的同时对行驶平顺性具有一定的改善,且响应速度较快。（5）为了验证电磁主动悬架的合理性和控制策略的有效性,对电磁主动悬架原理样机进行实验分析。搭建电磁主动悬架原理样机,并对原理样机、控制系统以及后续的实验方案进行了详细地阐述。以电磁主动悬架原理样机为基础,应用PID控制、鲁棒控制和极点重合配置控制策略进行多频率多振幅实验,对2mm振幅、6Hz频率的正弦激励作为输入信号的悬架实验结果进行分析。实验结果表明PID控制策略能够对悬架动行程进行抑制,使车身姿态得到较好地控制,抗干扰性较好,鲁棒控制策略对车身加速度和悬架动行程的控制效果综合性较强,体现了较强的鲁棒性,极点重合配置控制策略对车辆的行驶平顺性具有一定的改善效果,且控制器的响应速度相对较高。因此,通过电磁主动悬架的原理样机实验验证了三种控制策略的实时性、稳定性和有效性。（6）最后,对全文的理论、仿真以及研究成果等进行总结,并再一次明晰了本文的创新点,结合当前电磁主动悬架的研究热点以及本文的研究成果对车辆电磁主动悬架的进一步研究进行展望。
谢黎明[4]（2020）在《车辆半主动悬架与电动助力转向系统集成控制研究》文中认为目前半主动悬架与电动助力转向系统的单系统控制技术已经较为成熟,要想进一步提升车辆的综合性能,对半主动悬架与电动助力转向系统集成控制就显得尤为重要。因此本文通过分析半主动悬架与电动助力转向系统之间的关系,设计了集成控制器。通过集成控制器对半主动悬架与电动助力转向系统集成模型进行控制,并进行理论分析与仿真研究。本文以改善车辆的行驶平顺性与操纵稳定性为目标,对半主动悬架与电动助力转向系统进行了集成控制研究。主要的研究工作有以下几个方面:（1）建立1/4半主动悬架系统、电动助力转向系统、路面、轮胎以及整车半主动悬架与电动助力转向系统集成动力学模型。分别考虑集成系统的侧倾运动工况、俯仰运动工况、垂向运动工况以及转向运动工况,并且搭建了状态方程,给出状态方程系数矩阵,为接下来的仿真提供依据。（2）在AMESim软件中搭建1/4被动悬架的物理模型,并在被动悬架的基础上搭建半主动悬架模型。在MATLAB/Simulink软件中设计悬架模糊控制器,并通过AMESim与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真,验证悬架模糊控制器的有效性。（3）在AMESim软件中搭建EPS模型、设计助力特性曲线。在MATLAB/Simulink软件中设计EPSPID控制器。通过AMESim与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真,验证助力特性曲线与PID控制器的有效性。（4）建立半主动悬架与电动助力转向系统集成控制器。此集成控制器包括上层协调控制器与下层子系统控制器,其中下层子系统控制器中包括悬架模糊控制器、转弯侧倾模糊控制器、悬架力分配器以及EPSPID控制器。根据整车集成动力学模型,在AMESim软件中搭建整车被动模型。在整车被动模型的基础上在MATLAB软件中搭建集成控制模型。最后通过AMESim与MATLAB/Simulink软件对所搭建的半主动悬架与电动助力转向系统和集成控制模型进行联合仿真。仿真结果表明,通过对车辆半主动悬架与电动助力转向系统进行集成控制,可以有效降低车身垂向加速度、悬架动行程、车身侧倾角、车身俯仰角与车身侧倾角加速度等性能指标,提高了车辆的行驶平顺性与操纵稳定性。
汤佳[5]（2020）在《基于FPGA的磁悬浮轴承一体化控制系统研究》文中提出基于DSP或模拟器件的磁悬浮轴承控制系统具有集成度低、体积较大的缺点,为了减小磁悬浮轴承控制系统的体积和功耗,进一步提高系统的集成化,本文对磁悬浮轴承一体化控制系统进行了研究,将功率放大器的控制部分和磁悬浮轴承的位移控制集成在一起,用一片FPGA芯片实现转子的位置控制、功放的电流控制和调制算法。首先,对磁悬浮轴承系统进行建模分析,推导了永磁偏置磁悬浮轴承的电磁铁—转子、传感器、功率放大器的数学模型。通过MATLAB/Simulink建模对整个控制系统进行了仿真分析,验证了控制系统软硬件实现的可行性,分析了双向数字功率放大器在不同调制策略下的电流特性,为后面硬件设计与控制算法研究打下基础。其次,对磁悬浮轴承集成控制系统的软硬件进行了设计。硬件设计部分采用高性能低成本的Cyclone V E系列FPGA芯片为主控芯片,高精度、高性能的ADS8364芯片作为采样芯片,完成了滤波调理、采样电路和FPGA最小系统电路的设计,提高了系统的集成度与可靠性;软件设计部分主要完成了时钟管理模块、AD采样控制模块、位置控制模块、电流控制模块和PWM调制模块在FPGA中的编程实现。最后,搭建永磁偏置磁悬浮轴承试验台进行了试验研究。首先对控制器进行软硬件调试,调试通过后先测试了数字功放的静态性能和动态性能,然后对磁悬浮轴承试验台进行了转子起浮和静态悬浮试验,实现了转子的平稳起浮和稳定悬浮,转子静态悬浮时振动位移小于6μm。
史国宝[6]（2020）在《纯电动汽车的ESC制动力分配策略与控制研究》文中认为汽车销量从2018年来不断下跌。然而中国从2015年起,新能源汽车销量跌宕前行,每年都是全球最大的新能源产销国。其中纯电动汽车的绿色零排放特点,得到迅猛发展。无论何种车,在底盘操纵制动安全方面都是重中之重。首先,本文电动汽车采用脱胎于传统汽车的集中式驱动。车辆动力传动模型选用集中式驱动纯电动汽车的结构形式,利用Carsim软件中传统汽车动力模型,去除传统发动机模型、离合器、变速箱,于Simulink中构建三相永磁同步电机模型以及轮胎滑移率模型,两软件联合仿真构成纯电动汽车模型。利用目标车速和车身实际车速改进纯电动汽车驱动控制策略,实现普通TCS（Traction Control System,汽车牵引力控制系统）驱动功能。其次,借鉴 bosch8.1的ESP（Electronic Stability Program,车身电子稳定系统）液压系统结构,在它的基础上精简出本文需要的ESC（Electronic Stability Control,汽车电子稳定控制系统）液压系统结构,利用Amesim液压软件构建出ESC液压模型,主动制动缸采用制动踏板角度传感器转化的制动压力信号,采用ESC主动泵产生对应压力,实现线性压力控制。其中每个轮胎增压阀和减压阀通过PWM（Pul se width modulation,脉冲宽度调制）占空比信号实现线性开关控制,最后利用μ-S的[0,S最优]线性曲线段来实现线性控制轮胎制动力。然后,将Carsim电动车模型、Amesim的ESC液压模型、Simulink控制器进行三软件联合仿真构成整车道路行驶模型。基于最优滑移率的电机驱动控制以及门限滑移率的制动系统控制,实现电机和制动系统双重TCS控制。基于最优滑移率制动系统控制,实现ABS控制。分别基于车身横摆率的线性AYC（Active Yaw Control,主动横摆控制）横摆率控制,和失稳最优滑移率AYC控制。最后,分别利用A002电动汽车0-100km/h和0-50km/h的加速数据与A002纯电动汽车模型结果对比验证模型可信,电机仿真控制策略正确。利用A002的AB S（Anti-lock Brake System,汽车制动防抱死系统）制动实车数据与匹配仿真实验A BS结果对比,表明仿真ABS控制策略正确。利用带有ESP（Electronic Stability Program,电子稳定程序简称ESP）的C201汽车进行双移线测试到的车速和方向盘转角的同步信号,输入仿真产生的车辆横摆角速度数据峰值结果对应时刻和实车压力峰值数据对应时刻一致,且四轮缸制动压力幅值和实车数据幅值相近,证明ESC液压模型的AYC控制策略正确。
肖川[7]（2020）在《多种路面附着系数下的汽车底盘集成控制研究》文中研究指明随着汽车技术的不断发展,汽车上装备的底盘主动控制系统越来越多;导致各系统间出现了耦合。主动前轮转向与直接横摆力矩控制在汽车极限行驶工况下表现出较强的耦合性,降低了底盘的稳定性甚至失稳;因此,集成主动前轮转向和直接横摆力矩以减少耦合提高汽车的稳定性具有重要意义。汽车的非线性使汽车的运动状态估计变得较为困难,而精确估计汽车的运动状态是集成控制必不可少的前提条件,是集成控制中的难点问题。汽车的状态估计和底盘集成控制都需要知道地面附着系数,由于汽车行驶的路面多种多样,不能直接给定一个固定值,所以必须实时估计地面附着系数,估计地面附着系数也是目前的一个难题。针对这些问题本文研究了汽车运动状态估计算法、主动前轮转向与直接横摆力矩的集成控制算法、修正力矩分配算法、地面附着系数的估计算法。首先,为了准确估计汽车的运动状态,将汽车的动力学方程与运动学方程相结合,提出联合动力学与运动学的汽车状态估计算法,基于汽车的动力学方程估计出汽车的纵向速度,然后以纵向速度为输入采用运动学方程估计汽车的横向速度;其次,针对集成控制研究中难以获得地面附着系数的问题,预先设定一组常见的汽车地面附着系数值,根据状态估计的误差从这组设定值中选一个值作为地面附着系数值,由此实现了对地面附着系数的简单估计。再次,利用滑模控制计算修正力矩,并采用线性最小二乘法在考虑各种约束的情况下分配修正力矩。在MATLAB/Simulink中建立了汽车运动状态估计模型和底盘集成控制模型,在不同速度和驾驶状况进行了仿真;仿真结果表明本文提出的汽车状态估计算法精度高,能适应各种汽车运行状态;集成控制算法能有效提高汽车的稳定性,避免汽车出现失稳。
李柏林[8]（2019）在《混合动力汽车再生制动与防抱死系统协调控制研究》文中研究说明随着环境污染的加剧,各国政府都已对汽车制定更加严格的排放标准,在此背景下全球各大主机厂及一级供应商都将新能源汽车作为当下的研究热点,尤其是混合动力汽车作为传统燃油车向纯电动汽车的过渡车型,能够兼顾良好的动力性及有效减低排放,是当前市场占有率最高的新能源车型。而再生制动系统RBS（Regenerative breaking system）作为提高混合动力汽车燃油经济性的一项关键技术已得到了广泛运用,但在回收能量的同时,如何保证制动的安全性,尤其是在汽车防抱死ABS（Anti-lock braking system）工况下如何使电机制动转矩和液压制动转矩协调分配一直以来也都是研究的重点。针对此问题本文提出了纯电机ABS制动控制策略,同时提出了三种在触发ABS时电机制动力和液压制动力协调分配的策略,并对其可行性进行了仿真验证,本文的主要工作内容如下:（1）设计了插电式四驱混合动力汽车传动系统方案,根据再生制动系统及防抱死制动系统的特点制定复合制动系统的硬件结构方案以及软件结构方案。（2）通过对纯电机ABS制动过程中的约束条件的分析提出了两种纯电机ABS制动方案,包括模糊PID控制及双逻辑门限控制。（3）制定了三种触发ABS后电机制动力和液压制动力协调控制的策略。（4）搭建了电机、制动系统、轮胎、电池、整车等仿真模型,并对电机及液压系统的响应特性进行了仿真分析,同时基于Stateflow编写了ABS与再生制动系统协调控制策略,最后得到前向仿真模型。（5）对再生制动策略和纯电机ABS制动策略以及三种再生制动与ABS协调控制策的仿真分析,并对仿真结果进行对比分析。本文通过对再生制动与防抱死系统协调控制的研究,验证了在低制动强度下采用纯电机ABS制动的可行性,同时验证了本文所提出的三种再生制动与防抱死系统协调控制策略,并对三种策略的适用性进行了说明,可为进一步研究ESP系统提供参考。
赵紫像[9]（2019）在《车辆AFS与ESP及其协调控制/集成控制研究》文中认为车辆的安全性及操纵稳定性对汽车来说尤为重要。国内外专家和学者们不断地研究和改进主动前轮转向系统（Active Front Steering,以下简称AFS）与电子车身稳定系统（Electronic Stability Program,以下简称ESP）,AFS与ESP联合控制已成为未来车辆控制技术的发展方向。本文结合国内外研究现状,分析AFS与ESP控制原理,实现对AFS与ESP的协调/集成控制。具体工作内容如下:（1）考虑车辆的纵向、侧向和横摆运动及四个车轮绕其中心轴线的回转运动,建立七自由度整车模型。考虑轮胎受非线性因素的影响,采用Dugoff轮胎模型分析轮胎受力。基于线性二自由度参考模型,考虑轮胎侧偏力达到侧向附着极限的情况,确定了横摆角速度与质心侧偏角的理想值。（2）基于以上模型,以横摆角速度为控制目标,采用PID控制、积分分离PID控制、模糊控制、模糊PID控制、线性二次型最优控制及滑模控制原理设计AFS。（3）考虑到直接测量车辆质心侧偏角难度较大且路面附着系数受路面变化的影响,分别根据线性扩张观测原理估计车辆质心侧偏角,利用模糊辨识原理估计轮胎-路面附着系数,并进行仿真验证。基于以上模型,同时把横摆角速度与质心侧偏角作为控制目标,根据PID控制、模糊控制、模糊PID控制、滑模控制原理设计ESP,然后又通过对轮胎侧偏刚度的自适应设计了ESP控制器。通过轴间载荷分配计算车轮制动力,通过制定单轮制动车轮选择策略对车轮施加制动力,共同组成ESP。（4）将车辆的操纵性、稳定性与轨迹保持性能作为观测指标,通过在正弦工况与双移线工况仿真确定控制效果最好的AFS与ESP,接着制定了AFS与ESP协调控制策略,最后基于李雅普诺夫直接法设计了AFS与ESP集成控制器,将AFS作用部分用滑模控制代替,构成了两者的集成控制。通过对比在侧向风工况、正弦迟滞工况及高速低附着路面双移线工况下无控制、AFS单独控制、ESP单独控制、AFS与ESP协调控制及集成控制的效果,最终得出以下结论:AFS与ESP单独控制时的效果良好,AFS与ESP协调控制效果较好,能够满足车辆对操纵性、稳定性及轨迹保持性能的要求,达到控制车辆的目的,AFS与ESP集成控制效果良好,可以为底盘集成控制系统的开发提供参考。
李海青[10]（2019）在《匹配机械弹性车轮的汽车侧翻稳定性机理与控制策略研究》文中进行了进一步梳理汽车侧翻引起的重大交通事会造成巨大的经济损失和人员伤亡,对汽车的侧翻稳定性进行系统的分析和研究,提高汽车的防侧翻能力,减少侧翻事故的发生,已逐渐成为汽车安全领域研究的重点。因传统充气轮胎存在胎压不稳、扎破、爆胎等潜在缺点,高速行驶时极容易发生侧翻,机械弹性车轮作为非充气式安全轮胎,具有抗刺扎、防破损等特点。本文以提高匹配机械弹性车轮的某型军用越野车高速行驶的安全性为出发点,特别是侧翻稳定性,综合考虑机械弹性车轮和越野车的自身结构特点,通过理论分析、虚拟仿真并结合试验的方法对匹配机械弹性安全车轮的汽车的侧翻稳定性若干关键问题进行了深入分析,研究结果将对整车性能匹配以及汽车主动安全系统的设计等提供理论指导。主要研究内容包括以下几方面:1.对匹配机械弹性车轮的侧偏特性及整车动力学建模进行了研究。分析了机械弹性车轮的结构特征及工作原理,利用刷子理论模型,建立了车轮的纵滑与侧偏理论模型,利用平板式轮胎力学特性试验台对机械弹性车轮进行了试验,验证了理论模型的正确性,并分析了车轮侧偏特性的影响因素。从车轮的力学特性曲线中提取了车轮侧偏特性的评价指标,利用理论、试验以及数值仿真等方法,分析了车轮的结构参数对侧偏特性的具体影响。建立了匹配机械弹性车轮力学特性的整车非线性动力学仿真模型,并对车轮匹配整车的综合性能进行了评价。2.对匹配机械弹性车轮汽车侧翻稳定性进行了研究。以横摆角速度和预测载荷转移率分别作为汽车横摆与侧翻稳定性的评价指标,基于相平面分析方法研究了车轮侧偏力学特性对汽车横摆与侧翻稳定性的具体影响规律。利用遗传算法优化神经网络权值阈值,建立了输入为汽车稳定性评价指标,输出为前后轴车轮力学特性的遗传神经网络逆动力学模型。结果表明,改变前后轴车轮的力学特性,可以提高匹配不同车轮汽车的稳定性;构建的遗传神经网络模型具有较高的车轮侧偏力学特性的组合预测能力,可以较准确地求出满足汽车稳定性要求的前后轮胎侧偏力学特性组合。3.对匹配机械弹性车轮汽车的侧翻预警算法进行了研究。建立了基于侧向加速度反馈理论的预瞄方向控制驾驶员模型。基于滑膜控制理论,建立了利用车轮制动动力学的地面附着系数非线性观测器。提出了基于预瞄驾驶员模型的动态多参数的侧翻预警新算法,并利用虚拟仿真与离线试验相结合的方法对预警算法进行了验证;基于径向基函数神经网络模型建立了动态多参数的侧翻预警系统,并分析了侧翻预警系统的抗干扰能力。4.对汽车高速紧急避障路径规划与防侧翻跟踪控制策略进行了研究。利用改进的蚁群算法进行高速紧急避障路径规划,建立了考虑车速与侧向加速度非线性耦合关系的速度和方向控制驾驶员模型,利用车速与侧向加速度的非线性函数关系实现了车速控制和方向盘转角控制的解耦。分析了汽车在不同行驶车速时所需的方向盘角输入信息与侧翻状态响应,总结出了汽车高速转向时的侧翻动态特性。利用模糊PID控制策略将最优车速控制与避障路径跟踪控制进行综合,建立了主动防侧翻的速度与方向综合控制驾驶员模型。仿真结果表明,建立的高速避障路径跟踪与控制策略能高效完成避障路径跟踪,同时能有效降低紧急避障时的侧翻风险。5.对提高匹配机械弹性车轮汽车的侧翻稳定性的集成控制策略进行了深入研究。首先基于主动制动的控制方式设计了汽车的横摆与侧翻控制器,并利用模糊控制方法将横摆稳定性控制的附加横摆力矩与侧翻稳定性控制的附加制动力矩进行加权和集成,并基于滑膜控制设计了滑移率调节器,实现了侧翻稳定性控制的同时提高汽车的横摆稳定性;其次基于主动悬架的控制方式设计了汽车侧翻控制器,并利用模糊PID控制方法决策所需的附加侧倾力矩;最后将基于主动制动与主动悬架的防侧翻控制方式集成为RSC控制器,同时利用模糊控制方法将基于差动制动的横摆稳定性YSC控制器与RSC控制器进行了集成。仿真结果表明,典型工况下设计的侧翻稳定性集成控制算法在防侧翻的同时提高了该车型的横摆稳定性,特别是在极限工况下能有效防止侧翻事故的发生。
二、Fuzzy控制和PID控制的集成控制器及其仿真研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Fuzzy控制和PID控制的集成控制器及其仿真研究（论文提纲范文）
（1）应急救援车辆油气悬架与主动前轮转向系统控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 油气悬架研究现状 |
| 1.2.2 主动前轮转向研究现状 |
| 1.2.3 油气悬架与主动前轮转向协调控制研究现状 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 应急救援车辆整车动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 车辆动力学模型 |
| 2.2.1 多自由度车辆动力学模型 |
| 2.2.2 线性二自由度车辆动力学模型 |
| 2.3 轮胎模型 |
| 2.4 路面模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 应急救援车辆油气悬架系统多目标优化及控制策略研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 油气悬架系统灵敏度分析及多目标优化 |
| 3.2.1 油气悬架系统架构 |
| 3.2.2 油气悬架系统灵敏度分析 |
| 3.2.3 油气悬架系统参数多目标优化设计 |
| 3.3 基于滑模控制的油气悬架系统控制策略 |
| 3.3.1 油气悬架控制系统模型 |
| 3.3.2 油气悬架系统评价指标 |
| 3.3.3 油气悬架滑模控制器设计 |
| 3.3.4 基于并行自适应克隆选择算法的控制器参数优化 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 油气悬架系统的参数优化仿真分析 |
| 3.4.2 油气悬架滑模控制器参数的优化仿真分析 |
| 3.4.3 油气悬架的滑模控制策略仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 应急救援车辆主动前轮转向系统控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主动前轮转向系统介入机制 |
| 4.3 基于扩展卡尔曼滤波的车辆状态观测 |
| 4.4 主动前轮转向系统控制策略 |
| 4.5 仿真分析 |
| 4.5.1 扩展卡尔曼观测器仿真分析 |
| 4.5.2 主动前轮转向系统仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 应急救援车辆转向悬架解耦控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 车辆解耦控制系统模型 |
| 5.3 车辆转向悬架底盘集成系统可逆性分析 |
| 5.4 基于广义回归神经网络的车辆底盘逆系统辨识 |
| 5.5 车辆转向悬架底盘集成系统反馈解耦控制 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.6.1 GRNN逆系统辨识性能仿真 |
| 5.6.2 车辆转向悬架解耦控制性能仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 整车试验测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 应急消防救援样车研制 |
| 6.2.1 样车底盘机械系统设计 |
| 6.2.2 样车底盘液压系统设计 |
| 6.3 整车试验测试及分析 |
| 6.3.1 试验测试仪器 |
| 6.3.2 样车最高车速试验测试 |
| 6.3.3 油气悬架控制系统测试与分析 |
| 6.3.4 主动前轮转向控制系统测试与分析 |
| 6.3.5 油气悬架与主动前轮转向解耦控制方法测试与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）分布式驱动电动汽车轨迹跟踪与稳定性集成控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景与意义 |
| §1.2 车辆防侧翻控制技术研究现状 |
| §1.3 车辆横向稳定性控制技术研究现状 |
| §1.4 车辆轨迹跟踪控制技术研究现状 |
| §1.5 车辆稳定性集成控制技术研究现状 |
| §1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 整车动力学模型与状态估计研究 |
| §2.1 整车平面四轮动力学模型 |
| §2.2 整车平面单轨动力学模型 |
| §2.3 侧倾动力学模型 |
| §2.4 轮胎模型 |
| §2.5 基于UKF的车辆状态估计 |
| §2.5.1 UKF状态估计器的设计 |
| §2.5.2 状态估计算法仿真验证 |
| §2.6 本章小结 |
| 第三章 基于MPC的车辆侧倾、横向和稳定性集成控制器设计 |
| §3.1 基于MPC的车辆侧倾、横向稳定性控制 |
| §3.1.1 模型预测控制(MPC)理论 |
| §3.1.2 控制目标和控制方式的选择 |
| §3.1.3 轮胎侧偏刚度在线估计 |
| §3.1.4 车辆侧倾稳定性控制器的设计 |
| §3.1.5 车辆横向稳定性控制器的设计 |
| §3.1.6 车辆侧倾、横向稳定性控制器性能仿真验证 |
| §3.2 车辆稳定性集成控制器设计 |
| §3.2.1 稳定性集成控制器设计 |
| §3.2.2 稳定性集成控制器仿真分析 |
| §3.3 本章小结 |
| 第四章 基于MPC的轨迹跟踪稳定性控制研究 |
| §4.1 模型预测控制(MPC)轨迹跟踪控制器设计 |
| §4.1.1 车辆动力学模型建模 |
| §4.1.2 目标函数的设计与求解 |
| §4.2 不同仿真工况对轨迹跟踪效果影响分析 |
| §4.2.1 高附路面轨迹跟踪效果仿真测试 |
| §4.2.2 低附路面轨迹跟踪效果仿真测试 |
| §4.3 轨迹跟踪稳定性控制研究 |
| §4.3.1 轨迹跟踪稳定性控制器设计 |
| §4.3.2 仿真测试1 |
| §4.3.3 仿真测试2 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 基于实车平台的稳定性控制实验研究 |
| §5.1 分布式驱动电动汽车实验平台介绍 |
| §5.2 实车横向稳定性控制实验研究 |
| §5.2.1 车辆稳态响应分析 |
| §5.2.2 横向稳定性控制实验介绍 |
| §5.3 实车轨迹跟踪稳定性控制实验研究 |
| §5.3.1 轨迹跟踪稳定性控制实验介绍 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与研究展望 |
| §6.1 全文总结 |
| §6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（3）电磁主动悬架设计与控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 主动悬架发展概述 |
| 1.3 电磁主动悬架概述及国内外研究现状 |
| 1.3.1 电磁主动悬架概述 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.3.3 国内研究现状 |
| 1.4 主动悬架及半主动悬架的控制方法研究现状 |
| 1.5 电磁主动悬架研究中存在的问题 |
| 1.6 本论文选题的依据和主要内容 |
| 第2章 电磁主动悬架系统的工作原理及结构参数优化 |
| 2.1 电磁主动悬架系统的工作原理 |
| 2.2 电磁主动悬架作动器的结构设计与尺寸优化 |
| 2.2.1 电磁主动悬架作动器的结构设计 |
| 2.2.2 电磁主动悬架作动器的尺寸优化 |
| 2.3 搭建电磁主动悬架作动器原理样机 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电磁主动悬架作动器的特性分析 |
| 3.1 电磁主动悬架作动器的磁场理论模型 |
| 3.2 电磁主动悬架作动器的磁场仿真分析 |
| 3.3 电磁主动悬架作动器的磁场特性验证 |
| 3.3.1 磁场特性的实验装置和实验方案 |
| 3.3.2 磁场特性的实验验证 |
| 3.4 电磁主动悬架作动器的力学理论模型 |
| 3.5 电磁主动悬架作动器的力学仿真分析 |
| 3.6 电磁主动悬架作动器的力学特性验证 |
| 3.6.1 主动力特性的实验装置和实验方案 |
| 3.6.2 力学特性的实验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 电磁主动悬架的系统动力学模型建立与仿真分析 |
| 4.1 汽车悬架系统性能评价指标 |
| 4.1.1 车身加速度 |
| 4.1.2 悬架动行程 |
| 4.1.3 轮胎动载荷 |
| 4.2 路面激励建模 |
| 4.2.1 随机路面建模 |
| 4.2.2 冲击路面建模 |
| 4.3 悬架系统的建模原则 |
| 4.4 被动悬架系统动力学模型的建立 |
| 4.4.1 1/4 车二自由度的被动悬架模型 |
| 4.4.2 1/2 车四自由度的被动悬架模型 |
| 4.4.3 整车七自由度的被动悬架模型 |
| 4.5 电磁主动悬架系统动力学模型的建立 |
| 4.5.1 1/4 车二自由度的电磁主动悬架模型 |
| 4.5.2 1/2 车四自由度的电磁主动悬架模型 |
| 4.5.3 整车七自由度的电磁主动悬架模型 |
| 4.6 电磁主动悬架的系统动力学仿真分析 |
| 4.6.1 1/4 车二自由度电磁主动悬架的仿真分析 |
| 4.6.2 1/2 车四自由度电磁主动悬架的仿真分析 |
| 4.6.3 整车七自由度电磁主动悬架的仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 电磁主动悬架系统的控制策略仿真研究 |
| 5.1 电磁主动悬架系统的PID控制策略的仿真研究 |
| 5.1.1 PID控制策略的基本理论 |
| 5.1.2 PID控制器的设计 |
| 5.1.3 基于PID控制的电磁主动悬架系统的动力学仿真分析 |
| 5.2 电磁主动悬架系统的鲁棒控制策略的仿真研究 |
| 5.2.1 鲁棒控制器策略的基本理论 |
| 5.2.2 电磁主动悬架系统的鲁棒控制器设计 |
| 5.2.3 基于鲁棒控制的电磁主动悬架系统的动力学仿真分析 |
| 5.3 电磁主动悬架系统的极点重合配置控制策略的仿真研究 |
| 5.3.1 极点重合配置策略理论 |
| 5.3.2 基于极点重合配置控制的电磁主动悬架系统的动力学仿真分析 |
| 5.4 电磁主动悬架系统仿真研究的控制策略评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 电磁主动悬架系统的控制策略的实验验证 |
| 6.1 电磁主动悬架系统原理样机 |
| 6.1.1 搭建电磁主动悬架原理样机 |
| 6.1.2 搭建电磁主动悬架原理样机的控制系统与实验方案 |
| 6.2 电磁主动悬架系统的PID控制策略的实验验证 |
| 6.2.1 PID控制的时域与频域分析 |
| 6.2.2 基于PID控制的多频率多振幅的电磁主动悬架实验的研究与分析 |
| 6.3 电磁主动悬架系统的鲁棒控制策略的实验验证 |
| 6.3.1 鲁棒控制的时域与频域分析 |
| 6.3.2 基于鲁棒控制的多频率多振幅实验的研究与分析 |
| 6.4 电磁主动悬架系统的极点重合配置控制策略的实验验证 |
| 6.4.1 极点重合配置控制的时域与频域分析 |
| 6.4.2 基于极点重合配置控制的多频率多振幅实验的研究与分析 |
| 6.5 电磁主动悬架系统实验的控制策略评价 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（4）车辆半主动悬架与电动助力转向系统集成控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 半主动悬架研究现状 |
| 1.2.1 悬架的工作原理及其分类 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 电动助力转向系统研究现状 |
| 1.3.1 转向系统的工作原理及其分类 |
| 1.3.2 国内外研究现状 |
| 1.4 集成控制研究现状 |
| 1.4.1 集成控制基本原理 |
| 1.4.2 国内外研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 车辆系统动力学模型建立 |
| 2.1 路面模型 |
| 2.2 1/4半主动悬架模型 |
| 2.3 电动助力转向系统模型 |
| 2.4 轮胎模型 |
| 2.5 车辆半主动悬架和电动助力转向系统整车集成模型 |
| 2.5.1 转向工况下半主动悬架整车模型 |
| 2.5.2 EPS机构简化模型 |
| 2.5.3 半主动悬架与EPS整车系统集成模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 半主动悬架模糊控制器设计 |
| 3.1 AMESIM软件和MATLAB/Simulink软件联合仿真 |
| 3.2 模糊控制算法 |
| 3.3 半主动悬架模糊控制系统设计 |
| 3.3.1 1/4半主动悬架模糊控制器设计 |
| 3.3.2 1/4半主动悬架模糊控制联合仿真建模 |
| 3.4 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 电动助力转向系统PID控制 |
| 4.1 PID控制算法 |
| 4.2 EPS助力特性的建立 |
| 4.2.1 助力特性概述 |
| 4.2.2 助力特性的基本要求 |
| 4.2.3 助力特性曲线设计 |
| 4.2.4 助力特性曲线参数选取 |
| 4.3 PID控制电动助力转向系统设计 |
| 4.3.1 电动助力转向系统控制流程 |
| 4.3.2 电动助力转向系统PID控制联合仿真建模 |
| 4.4 电动助力转向系统PID控制仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 半主动悬架与电动助力转向系统集成控制分析 |
| 5.1 半主动悬架与电动助力转向系统集成控制器设计 |
| 5.1.1 整车集成控制器控制流程 |
| 5.1.2 下层子系统控制器 |
| 5.1.3 上层协调控制器 |
| 5.2 整车被动悬架AMESim建模 |
| 5.3 半主动悬架与电动助力转向系统集成控制建模 |
| 5.3.1 半主动悬架与电动助力转向系统AMESim模型 |
| 5.3.2 半主动悬架与电动助力转向系统Simulink控制模型 |
| 5.3.3 双移线试验 |
| 5.4 半主动悬架与电动助力转向系统集成控制仿真结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 附录 整车系统状态方程与输出方程系数矩阵 |
（5）基于FPGA的磁悬浮轴承一体化控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁悬浮轴承技术背景 |
| 1.2 磁悬浮轴承控制系统研究现状 |
| 1.2.1 磁悬浮轴承控制器 |
| 1.2.2 磁悬浮轴承功率放大器 |
| 1.2.3 磁悬浮轴承控制系统 |
| 1.3 课题意义与主要内容安排 |
| 1.3.1 课题研究背景意义 |
| 1.3.2 课题研究内容安排 |
| 第二章 磁悬浮轴承控制系统建模与仿真分析 |
| 2.1 永磁偏置磁悬浮轴承的结构和工作原理 |
| 2.1.1 永磁偏置磁悬浮轴承的结构 |
| 2.1.2 永磁偏置磁悬浮轴承的工作原理 |
| 2.2 集成控制原理分析 |
| 2.3 永磁偏置磁悬浮轴承系统的数学模型 |
| 2.3.1 电磁铁-转子 |
| 2.3.2 传感器 |
| 2.3.3 功率放大器 |
| 2.4 系统控制策略研究与仿真分析 |
| 2.4.1 位置控制仿真 |
| 2.4.2 双向数字功率放大器的仿真 |
| 2.4.2.1 双向数字功率放大器的工作原理 |
| 2.4.2.2 双向数字功率放大器的控制策略 |
| 2.4.2.3 双向数字功率放大器的仿真 |
| 2.4.3 磁悬浮轴承一体化控制系统仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁悬浮轴承集成控制器硬件设计 |
| 3.1 磁悬浮轴承集成控制器总体设计方案 |
| 3.2 基于FPGA的磁悬浮轴承集成控制器硬件设计 |
| 3.2.1 主控芯片FPGA的选型 |
| 3.2.2 FPGA外围电路设计 |
| 3.2.3 A/D模块设计 |
| 3.2.4 电源系统设计 |
| 3.2.5 驱动电路设计 |
| 3.3 PCB设计 |
| 3.3.1 层叠结构设计 |
| 3.3.2 电源平面设计 |
| 3.3.3 元器件布局布线 |
| 3.3.4 基于FPGA的磁悬浮轴承控制器的硬件实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 磁悬浮轴承控制系统软件实现 |
| 4.1 磁悬浮轴承控制系统软件实现 |
| 4.1.1 磁悬浮轴承控制系统软件设计方案 |
| 4.1.2 FPGA开发平台与开发流程 |
| 4.2 不完全微分PID控制模块 |
| 4.2.1 不完全微分PID控制策略 |
| 4.2.2 不完全微分PID控制的FPGA实现 |
| 4.2.2.1 通过调用浮点运算IP核实现方式 |
| 4.2.2.2 通过移位的方式来实现 |
| 4.3 数字功放控制模块 |
| 4.3.1 电流控制模块 |
| 4.3.2 PWM脉宽调制 |
| 4.4 A/D采样模块 |
| 4.5 时钟管理模块 |
| 4.6 控制系统仿真 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 系统调试与试验研究 |
| 5.1 控制器开发调试工具 |
| 5.2 控制器板级调试 |
| 5.2.1 控制器硬件调试 |
| 5.2.2 控制器软件调试 |
| 5.3 开关功放试验 |
| 5.3.1 双向数字功放的静态性能 |
| 5.3.2 双向数字功放的动态性能 |
| 5.3.3 死区的影响 |
| 5.4 起浮试验 |
| 5.4.1 搭建试验台 |
| 5.4.2 起浮试验 |
| 5.4.3 静态悬浮试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 |
| 附录一 不完全微分PID控制程序 |
| 附录二 ADS8364 采样程序 |
（6）纯电动汽车的ESC制动力分配策略与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 纯电动汽车概述 |
| 1.3 纯电动汽车驱动系统 |
| 1.4 ESC制动系统的概述 |
| 1.5 ESC制动系统的研究现状 |
| 1.5.1 ESC制动系统的国外研究现状 |
| 1.5.2 ESC制动系统的国内研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 纯电动汽车动力学建模 |
| 2.1 纯电动汽车架构及参数 |
| 2.1.1 总体架构 |
| 2.1.2 主要参数 |
| 2.2 Carsim设置 |
| 2.2.1 Carsim介绍 |
| 2.2.2 Carsim车身参数设置 |
| 2.2.3 Carsim动力系统设置 |
| 2.2.4 Carsim轮胎设置 |
| 2.3 Pacejka公式 |
| 2.3.1 轮胎基本公式 |
| 2.3.2 遗传算法的参数辨识 |
| 2.4 电机模型及其控制 |
| 2.4.1 电机模型 |
| 2.4.2 电机控制策略 |
| 2.4.3 Simulink电机模型 |
| 2.5 轮胎滑移率计算 |
| 2.6 驾驶员模型 |
| 2.7 仿真验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 纯电动汽车ESC制动系统建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ESC制动系统结构原理 |
| 3.3 AMESim液压软件介绍及制动系统建模 |
| 3.3.1 AMESim液压软件介绍 |
| 3.3.2 制动系统建模 |
| 3.3.3 主要液压模型 |
| 3.4 电磁阀的控制 |
| 3.5 驾驶员制动仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 纯电动汽车ESC制动系统的分配策略与控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 操纵动力学理论分析 |
| 4.2.1 失稳分析 |
| 4.2.2 缓解车辆失控的措施 |
| 4.2.3 操纵变量的分析 |
| 4.2.4 操纵变量的定义 |
| 4.2.5 转弯轮胎受力分析 |
| 4.3 制动系统上层控制器设计 |
| 4.3.1 ABS和TCS的上层控制器 |
| 4.3.2 ESC的层控制器 |
| 4.4 下层控制器构建 |
| 4.4.1 控制器工作流程 |
| 4.4.2 下层控制器构建 |
| 4.5 三软件联合仿真 |
| 4.5.1 三软件运行设置 |
| 4.5.2 开环仿真研究 |
| 4.5.3 闭环仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实车数据的匹配验证 |
| 5.1 纯电动汽车A002介绍 |
| 5.2 纯电动汽车A002加速与匹配仿真 |
| 5.3 纯电动汽车A002的ABS制动与匹配仿真 |
| 5.4 汽车C201双移线数据与匹配仿真 |
| 5.4.1 匹配仿真路面系数设定 |
| 5.4.2 线性控制和失稳控制不设死区间 |
| 5.4.3 线性控制和失稳控制设死区间 |
| 5.4.4 其它控制器的线性控制对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（7）多种路面附着系数下的汽车底盘集成控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 底盘控制架构的研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 底盘集成控制模型的建立 |
| 2.1 七自由度汽车模型 |
| 2.2 Dugoff轮胎模型 |
| 2.3 二自由度汽车模型 |
| 2.3.1 二自由度汽车模型建模假设 |
| 2.3.2 二自由度汽车模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 联合动力学与运动学的汽车状态估计算法 |
| 3.1 球面单形-半径容积卡尔曼滤波和容积卡尔曼滤波算法 |
| 3.1.1 卡尔曼滤波简介 |
| 3.1.2 球面单形-半径容积卡尔曼滤波算法迭代过程 |
| 3.1.3 容积卡尔曼滤波算法迭代过程 |
| 3.2 汽车状态估计的联合滤波算法 |
| 3.3 利用误差估计路面的附着系数 |
| 3.4 联合动力学与运动学的汽车状态估计算法仿真验证 |
| 3.4.1 Carsim软件的简要介绍 |
| 3.4.2 汽车状态估计模型 |
| 3.4.3 高附着路面仿真 |
| 3.4.4 中附着路面仿真 |
| 3.4.5 低附着路面仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 汽车底盘集成控制器的设计 |
| 4.1 滑模控制理论简介 |
| 4.1.1 设计步骤 |
| 4.2 汽车底盘集成控制器设计 |
| 4.2.1 控制总体结构框图 |
| 4.2.2 滑模控制器设计 |
| 4.2.3 修正力矩的分配 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 汽车底盘集成控制联合仿真分析 |
| 5.1 汽车底盘集成控制器模型 |
| 5.2 联合仿真 |
| 5.2.1 高附着路面 |
| 5.2.2 中附着路面 |
| 5.2.3 低附着路面 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）混合动力汽车再生制动与防抱死系统协调控制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 混合动力汽车再生制动与防抱死协调控制研究的意义 |
| 1.3 混合动力汽车再生制动与防抱死协调控制研究现状 |
| 1.3.1 国外现状 |
| 1.3.2 国内现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.4.1 本课题的来源和研究意义 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 2 再生制动系统与防抱死系统研究及集成结构方案 |
| 2.1 混合动力汽车结构及其复合制动系统方案 |
| 2.1.1 前后轴双电机混合动力汽车结构 |
| 2.1.2 复合制动系统硬件方案 |
| 2.1.3 复合制动系统软件方案 |
| 2.2 再生制动动力学分析及控制策略研究 |
| 2.2.1 整车制动力分配理论及制动动力学分析 |
| 2.2.2 典型再生制动系统制动力分配策略 |
| 2.2.3 本文再生制动分配策略 |
| 2.3 制动防抱死系统概述 |
| 2.3.1 防抱死系统的基本组成 |
| 2.3.2 防抱死系统控制策略 |
| 2.3.3 防抱死系统工作过程分析 |
| 2.4 制动防抱死系统的辅助算法 |
| 2.4.1 路面识别算法 |
| 2.4.2 制动模式识别算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 混合动力汽车ABS与再生制动系统协调控制策略 |
| 3.1 纯电机ABS制动方案 |
| 3.1.1 纯电机ABS制动约束条件 |
| 3.1.2 纯电机ABS制动控制策略 |
| 3.2 ABS触发后完全退出电机制动力矩策略研究 |
| 3.2.1 传统触发ABS退出策略 |
| 3.2.2 ABS触发后协调退出电机制动力矩策略设计 |
| 3.3 ABS触发后减小电机制动力矩到稳态范围策略研究 |
| 3.3.1 ABS制动过程力矩稳态范围的理论分析 |
| 3.3.2 ABS制动过程相平面及其稳态转矩系数分析 |
| 3.3.3 ABS触发后减小电机制动力矩到稳态范围策略设计 |
| 3.4 ABS触发前退出电机制动力矩策略的研究 |
| 3.4.1 ABS触发前其状态分析及触发趋势的判别 |
| 3.4.2 ABS触发前退出电机制动力矩策略的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 混合动力汽车关键部件及整车系统建模 |
| 4.1 永磁同步电机模型建立及其响应特性分析 |
| 4.1.1 三相永磁同步电机数学模型 |
| 4.1.2 永磁同步电机矢量控制原理 |
| 4.1.3 电机制动力响应特性分析 |
| 4.2 液压制动系统模型建立 |
| 4.2.1 液压复合制动系统结构方案 |
| 4.2.2 ABS液压控制系统模型 |
| 4.2.3 液压制动力响应特性分析 |
| 4.3 电池模型建立 |
| 4.4 轮胎模型建立 |
| 4.5 整车动力学模型建立 |
| 4.6 集成控制器模型建立 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 典型制动工况下整车制动性能的仿真分析 |
| 5.1 制动过程工况的选取评价指标分析 |
| 5.1.1 仿真工况的选取 |
| 5.1.2 评价指标的分析 |
| 5.2 纯电机ABS制动仿真分析 |
| 5.2.1 电机ABS模糊PID自适应控制仿真分析 |
| 5.2.2 电机ABS双逻辑门限控制仿真分析 |
| 5.2.3 传统液压ABS双逻辑门限控制仿真分析 |
| 5.3 再生制动与ABS协调制动策略仿真与分析 |
| 5.3.1 再生制动策略仿真分析 |
| 5.3.2 ABS触发后完全退出电机制动力策略仿真分析 |
| 5.3.3 ABS触发后调节电机制动力矩到稳态范围仿真分析 |
| 5.3.4 ABS触发前退出电机制动力矩策略仿真分析 |
| 5.4 仿真结果综合对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间参加的科研项目目录 |
| B.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）车辆AFS与ESP及其协调控制/集成控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 AFS及 ESP研究目的及意义 |
| 1.2 AFS及 ESP国内外研究现状 |
| 1.2.1 AFS国内外研究现状 |
| 1.2.2 ESP国内外研究现状 |
| 1.2.3 协调控制/集成控制技术国内外研究现状 |
| 1.3 参数估计国内外研究现状 |
| 1.3.1 质心侧偏角估计现状 |
| 1.3.2 横摆角速度估计现状 |
| 1.3.3 路面附着系数估计现状 |
| 1.3.4 其他状态参数估计现状 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 车辆动力学模型建模 |
| 2.1 整车模型 |
| 2.1.1 七自由度整车模型 |
| 2.1.2 七自由度整车模型Simulink设计 |
| 2.2 轮胎模型 |
| 2.2.1 轮胎受力分析 |
| 2.2.2 基于Simulink的轮胎模型设计 |
| 2.3 参考模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 主动前轮转向系统设计 |
| 3.1 AFS控制系统结构 |
| 3.2 AFS闭环PID控制器设计 |
| 3.2.1 PID控制原理 |
| 3.2.2 基于Simulink的 AFS闭环PID控制器设计 |
| 3.3 AFS闭环积分分离式PID控制器设计 |
| 3.3.1 积分分离式PID控制原理 |
| 3.3.2 基于Simulink的 AFS闭环积分分离式PID控制器设计 |
| 3.4 AFS闭环模糊控制器设计 |
| 3.4.1 模糊理论 |
| 3.4.2 模糊控制器组成及作用 |
| 3.4.3 基于Simulink的 AFS闭环模糊控制器设计 |
| 3.5 AFS闭环自适应模糊PID控制器设计 |
| 3.5.1 自适应模糊PID控制器组成及作用 |
| 3.5.2 基于Simulink的 AFS闭环自适应模糊PID控制器设计 |
| 3.6 AFS闭环线性二次型最优控制控制器设计 |
| 3.6.1 线性二次型最优控制原理 |
| 3.6.2 基于MATLAB/Simulink的 AFS闭环最优控制器设计 |
| 3.7 AFS闭环滑模控制器设计 |
| 3.7.1 滑模控制原理 |
| 3.7.2 滑模控制系统抖振抑制 |
| 3.7.3 基于MATLAB/Simulink的 AFS闭环滑模控制器设计 |
| 3.8 AFS控制系统仿真及结果分析 |
| 3.8.1 双移线输入仿真 |
| 3.8.2 正弦输入仿真 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 电子车身稳定系统设计 |
| 4.1 车辆稳定性状态分析 |
| 4.1.1 车辆失稳原因及稳定性控制方法 |
| 4.1.2 横摆角速度对车辆稳定性的影响 |
| 4.1.3 质心侧偏角对车辆稳定性的影响 |
| 4.2 车辆状态参数估计概述 |
| 4.3 路面附着系数估计 |
| 4.3.1 基于模糊逻辑的路面附着系数估计 |
| 4.3.2 路面附着系数估计仿真 |
| 4.3.3 路面附着系数估计硬件在环验证 |
| 4.4 质心侧偏角估计 |
| 4.4.1 基于线性扩张状态观测器的质心侧偏角估计 |
| 4.4.2 线性扩张观测器参数优化 |
| 4.4.3 质心侧偏角估计仿真 |
| 4.5 目标制动力矩分配策略 |
| 4.5.1 制动车轮选择 |
| 4.5.2 制动力矩计算 |
| 4.6 车辆ESP系统控制策略实现 |
| 4.6.1 基于PID控制的ESP控制器设计 |
| 4.6.2 基于模糊逻辑控制的ESP控制器设计 |
| 4.6.3 基于模糊PID控制的ESP控制器设计 |
| 4.6.4 基于滑模控制的ESP控制器设计 |
| 4.6.5 基于轮胎侧偏刚度自适应控制的ESP控制器设计 |
| 4.7 ESP控制系统仿真及结果分析 |
| 4.7.1 双移线工况仿真 |
| 4.7.2 正弦输入仿真 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 AFS与 ESP协调控制/集成控制研究 |
| 5.1 AFS与 ESP协调控制 |
| 5.1.1 AFS与 ESP协调控制策略 |
| 5.1.2 AFS与 ESP协调控制器设计 |
| 5.2 AFS与 ESP集成控制 |
| 5.3 AFS与 ESP协调控制及集成控制仿真 |
| 5.3.1 侧向风工况仿真 |
| 5.3.2 正弦迟滞工况仿真 |
| 5.3.3 双移线工况仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）匹配机械弹性车轮的汽车侧翻稳定性机理与控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 汽车被动防侧翻技术的研究现状 |
| 1.2.1 被动防侧翻技术简介 |
| 1.2.2 防爆安全轮胎研究现状 |
| 1.2.3 被动防侧翻技术研究现状 |
| 1.3 汽车主动防侧翻技术的发展及现状 |
| 1.3.1 侧翻预警系统研究现状 |
| 1.3.2 防侧翻控制技术研究现状 |
| 1.3.3 存在的问题及发展趋势 |
| 1.4 课题主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 匹配机械弹性车轮的汽车动力学模型 |
| 2.1 机械弹性车轮的力学特性 |
| 2.1.1 车轮基本结构与工作原理 |
| 2.1.2 车轮的纵向力学特性 |
| 2.1.3 车轮的侧偏力学特性 |
| 2.1.4 车轮的力学特性实验验证与分析 |
| 2.2 车轮结构参数对侧偏特性的影响 |
| 2.2.1 侧偏特性评价指标 |
| 2.2.2 侧偏特性影响因素 |
| 2.2.3 结构参数对车轮侧偏特性的影响 |
| 2.3 车辆动力学模型 |
| 2.3.1 八自由度车辆模型 |
| 2.3.2 八自由度车辆模型验证 |
| 2.3.3 MEW与充气车轮整车响应对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 匹配机械弹性车轮的汽车侧翻稳定性分析 |
| 3.1 机械弹性车轮力学特性对汽车横摆稳定性影响 |
| 3.1.1 汽车横摆稳定性理论分析 |
| 3.1.2 车轮侧偏刚度对汽车横摆稳定性影响 |
| 3.1.3 车轮侧向力峰值对汽车横摆稳定性影响 |
| 3.2 机械弹性车轮力学特性对汽车侧翻稳定性影响 |
| 3.2.1 汽车侧翻评价指标 |
| 3.2.2 车轮侧偏刚度对侧翻稳定性影响 |
| 3.2.3 车轮侧向力峰值对侧翻稳定性影响 |
| 3.3 机械弹性车轮力学特性匹配整车逆动力学 |
| 3.3.1 遗传算法基本理论 |
| 3.3.2 基于遗传算法的车轮力学参数辨识 |
| 3.3.3 遗传神经网络模型 |
| 3.3.4 车轮匹配整车稳定性逆动力学 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 动态多参数汽车侧翻预警算法研究 |
| 4.1 基于加速度反馈的驾驶员模型 |
| 4.1.1 驾驶员模型 |
| 4.1.2 仿真验证 |
| 4.2 路面附着系数状态观测估计算法 |
| 4.2.1 汽车制动力学模型 |
| 4.2.2 路面附着系数观测器 |
| 4.2.3 仿真验证 |
| 4.3 动态多参数侧翻预警算法研究 |
| 4.3.1 预警系统算法设计 |
| 4.3.2 仿真验证 |
| 4.3.3 闭环离线试验数据验证 |
| 4.4 考虑系统噪声的动态多参数侧翻预警系统设计 |
| 4.4.1 驾驶员车辆闭环模型 |
| 4.4.2 径向基函数神经网络模型 |
| 4.4.3 仿真验证 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 考虑侧翻稳定性的汽车紧急避障路径跟踪控制 |
| 5.1 基于蚁群算法的避障路径规划 |
| 5.1.1 蚁群算法简介 |
| 5.1.2 避障模型的建立 |
| 5.1.3 初始避障路径规划 |
| 5.1.4 改进的蚁群算法 |
| 5.1.5 避障路径仿真分析 |
| 5.2 避障路径跟踪控制策略 |
| 5.2.1 速度控制策略 |
| 5.2.2 方向与速度综合控制策略 |
| 5.2.3 仿真验证 |
| 5.3 考虑侧翻稳定性的避障路径跟踪控制 |
| 5.3.1 不同车速避障时的侧翻动态特性分析 |
| 5.3.2 防侧翻模糊PID控制器 |
| 5.3.3 避障路径跟踪与防侧翻控制仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 匹配机械弹性车轮汽车的防侧翻集成控制策略研究 |
| 6.1 基于主动制动的汽车防侧翻控制策略研究 |
| 6.1.1 横摆稳定性控制策略 |
| 6.1.2 主动制动模糊防侧翻控制策略 |
| 6.1.3 横摆与侧翻集成控制策略 |
| 6.1.4 集成控制算法的仿真分析 |
| 6.2 基于主动悬架的汽车防侧翻控制策略研究 |
| 6.2.1 主动悬架控制原理 |
| 6.2.2 主动悬架模糊PID控制策略 |
| 6.2.3 主动悬架防侧翻控制策略的仿真分析 |
| 6.3 主动制动与主动悬架集成控制策略研究 |
| 6.3.1 防侧翻控制器设计 |
| 6.3.2 集成横摆稳定性的防侧翻集成控制策略 |
| 6.3.3 集成控制策略仿真分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要研究成果和创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、Fuzzy控制和PID控制的集成控制器及其仿真研究（论文参考文献）
- [1]应急救援车辆油气悬架与主动前轮转向系统控制策略研究[D]. 周晨. 吉林大学, 2021(01)
- [2]分布式驱动电动汽车轨迹跟踪与稳定性集成控制研究[D]. 安伟彪. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [3]电磁主动悬架设计与控制策略研究[D]. 韦伟. 沈阳工业大学, 2020
- [4]车辆半主动悬架与电动助力转向系统集成控制研究[D]. 谢黎明. 辽宁工业大学, 2020(03)
- [5]基于FPGA的磁悬浮轴承一体化控制系统研究[D]. 汤佳. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [6]纯电动汽车的ESC制动力分配策略与控制研究[D]. 史国宝. 苏州大学, 2020(02)
- [7]多种路面附着系数下的汽车底盘集成控制研究[D]. 肖川. 长安大学, 2020(06)
- [8]混合动力汽车再生制动与防抱死系统协调控制研究[D]. 李柏林. 重庆大学, 2019(01)
- [9]车辆AFS与ESP及其协调控制/集成控制研究[D]. 赵紫像. 河南理工大学, 2019(07)
- [10]匹配机械弹性车轮的汽车侧翻稳定性机理与控制策略研究[D]. 李海青. 南京航空航天大学, 2019