電子控制四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-11-15
電子控制四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的實例教程
變參數(shù)向量定義為之后，控制器設(shè)計的LPV系統(tǒng)可以表示為
其中
矩陣的仿射模型可以寫成
其中
考慮到(i=1，2,3)，因此，變參數(shù)向量有八種組合形式
對于不同的參數(shù)變化向量(j=1，2，…8)，等式(20)可以改寫為
其中k表示最小值或最大值。可以發(fā)現(xiàn)，等式(21)是等式(20)對不同變參數(shù)向量的擴展。
此外，具有八個頂點的路徑跟蹤控制模型的LPV模型可以表示為
其中是八個頂點的權(quán)重。此外
為了簡化，八個頂點的權(quán)重如下29
其中
在LPV模型中，μmin=0.25，μmax=1，vxmin=0,vxmax=20。
4 路徑跟蹤控制器的設(shè)計
圖4顯示了四輪轉(zhuǎn)向AGV的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。可以發(fā)現(xiàn)，控制系統(tǒng)主要由縱向運動控制和路徑跟蹤控制兩部分組成。由于縱向運動控制不是本文的主要研究內(nèi)容，這里就不介紹了，讀者可以在之前的工作中看到1。本文主要關(guān)注路徑跟蹤算法設(shè)計。四輪轉(zhuǎn)向AGV的目標(biāo)路徑信息和實際位置被設(shè)置為路徑跟蹤控制器的輸入。然后，轉(zhuǎn)向角和可以被路徑跟蹤控制器計算出。
圖4 四輪轉(zhuǎn)向AGV的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
基于阿克曼轉(zhuǎn)向幾何，可以計算出每個車輪的轉(zhuǎn)向角，并將其發(fā)送給電子控制單元。電子控制單元將控制四個線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)轉(zhuǎn)向角。
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編者按：
自動駕駛技術(shù)的研究主要包括感知層、決策規(guī)劃層和控制層等方面，其中控制層的任務(wù)是根據(jù)決策規(guī)劃層輸出的參考軌跡，結(jié)合車輛自身狀態(tài)，對車輛進行橫縱向控制從而實現(xiàn)軌跡的跟隨。近年來，底盤的電控系統(tǒng)功能日益豐富，控制策略日益成熟，為了獲得更好的跟蹤和操縱性能，對于車輛底盤集成控制的研究受到了廣泛的關(guān)注。本文考慮將四輪轉(zhuǎn)向和直接橫擺力矩控制結(jié)合起來實現(xiàn)底盤的集成控制，在單車道、彎道和雙車道等多個場景下，對比主動前輪轉(zhuǎn)向、四輪轉(zhuǎn)向和主動前轉(zhuǎn)向+直接橫擺力矩控制等三種控制策略，驗證提出的控制策略的有效性和魯棒性，為底盤集成控制策略的開發(fā)提供了參考。
摘要：本文重點介紹利用四輪轉(zhuǎn)向和直接橫擺力矩控制實現(xiàn)路徑跟蹤的底盤集成控制算法設(shè)計。設(shè)計的底盤集成控制算法主要由三部分組成：(1) 考慮參數(shù)不確定性、外部擾動、測量噪聲和未建模的動力學(xué)特性，利用μ合成方法設(shè)計用于路徑跟蹤的魯棒控制器；(2) 提出了控制分配算法，基于加權(quán)最小二乘法將輸出扭矩需求分配給每個輪轂電機；(3) 考慮到車輛橫向速度是路徑跟蹤控制的關(guān)鍵狀態(tài)變量，由于使用低成本傳感器不易測量，因此利用無跡卡爾曼濾波器設(shè)計了狀態(tài)觀測器，進行橫向速度的估計。為了驗證所設(shè)計的底盤集成控制算法的性能，在MATLAB/Simulink中進行了單車道變換、彎道變換和雙車道變換等三種仿真工況，并在CarSim中構(gòu)建了精度較高的整車模型。
展開 制動執(zhí)行器均采用液力制動和電機再生制動的混合制動系統(tǒng)。所采用的懸架系統(tǒng)可以分為燭式、縱臂式和雙叉臂式三種。相比于燭式懸架和縱臂式懸架，雙叉臂懸架有更好的橫向剛度和側(cè)傾剛度，有利于提升車輛在側(cè)向加速度較大的情況下的安全性。從表1可以看出，ROboMObil的設(shè)計速度100 km/h是所有原型車中是最大的。
2.4 轉(zhuǎn)向模式和切換邏輯
圖4 4WID-4WIS EV的轉(zhuǎn)向模式
（a）前輪轉(zhuǎn)向（b）后輪轉(zhuǎn)向（c）四輪轉(zhuǎn)向（d）斜向移動（e）橫向移動（f）原地轉(zhuǎn)向
如上所述，由于采用了線控模塊，每個車輪的轉(zhuǎn)向角都可以獨立控制。因此，4WID-4WIS EV比傳統(tǒng)車輛具有更多的轉(zhuǎn)向模式。如圖4所示，包括前輪轉(zhuǎn)向（FWS）、后輪轉(zhuǎn)向（RWS）、四輪轉(zhuǎn)向（4WS）、斜向移動、橫向移動和在狹小空間內(nèi)原地轉(zhuǎn)向[40]。主動四輪轉(zhuǎn)向除了可以提高汽車低速條件下的機動性，還可以改善高速時的操縱穩(wěn)定性[41,42]。
為了應(yīng)對不同工況，高效的轉(zhuǎn)向模式切換是十分必要的。同濟大學(xué)的陳辛波等基于轉(zhuǎn)向中心連續(xù)原理提出了一種轉(zhuǎn)向模式的切換邏輯，該方案可實現(xiàn)低速行駛時不停車的平穩(wěn)切換[43]。通過實車測試[44]，研究了FWS和RWS、RWS和4WS的切換邏輯。為了使模式切換過程中車輛動力學(xué)參數(shù)的突變和能量消耗達到最低，研究者們提出了B樣條曲線來設(shè)計切換軌跡，并用多目標(biāo)遺傳算法對其進行優(yōu)化[45]。陳辛波等基于4WID-4WIS EV的運動學(xué)和動力學(xué)模型，設(shè)計并驗證了轉(zhuǎn)向模式切換策略[46]。為了在高速條件下實現(xiàn)FWS和4WS之間的切換控制，設(shè)計了魯棒控制器[47]，旨在實現(xiàn)側(cè)偏角和橫擺角速度的平滑過渡。
展開 留個小問題，大家互動一下：
Q：
為什么采用PWM比較器產(chǎn)生異步中斷來觸發(fā)控制器運行的方式，電流峰值的波形比不采用這個方式的波形小很多？
下載地址：電力電子、電機控制系統(tǒng)的建模和仿真
來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：吳琦
關(guān)鍵字：船舶運動 PID控制 轉(zhuǎn)向模型
本文在傳統(tǒng)控制的基礎(chǔ)上對船舶運動控制方法進行的進一步探討與研究，利用PID控制方法對船舶運動的航向進行反饋控制，使其在受風(fēng)浪等外界環(huán)境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統(tǒng)的可靠性及性能特點直接關(guān)系著航行的安全性和經(jīng)濟性。從20世紀(jì)20年代PID控制應(yīng)用于船舶航向控制以來，經(jīng)過實踐的不斷積累和無數(shù)高科技人才的不斷探索與完善，其已經(jīng)成為船舶航向控制領(lǐng)域最基本、最經(jīng)典的方法。
船舶航向控制系統(tǒng)是一個非線性的、外界環(huán)境干擾復(fù)雜的系統(tǒng)，從理論上很難用一個精確的數(shù)學(xué)模型來對其進行描述。在一些特殊的場合、航道復(fù)雜或者進行避碰操作的時候甚至需要極富經(jīng)驗的舵手進行人工操作。而較為精確的PID控制經(jīng)過多年的摸索和完善可以極大程度的從經(jīng)濟、環(huán)保等方面滿足現(xiàn)代船舶航行控制的要求。
2 船舶轉(zhuǎn)向模型推導(dǎo)
在確定船舶模型的時候采用野本模型的原因主要是因為參數(shù)容易換算出深和航速的關(guān)系，但是由于二階模型在轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間模型時不便于加上非線性力以及風(fēng)浪的干擾，于是我們采用野本的三階模型：
此三階模型公式為傳遞函數(shù)的形式，為了在將來的仿真過程中更為方便地添加非線性的風(fēng)、浪等干擾，必須把傳遞函數(shù)的形式轉(zhuǎn)化為擁有三個自由度的狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型式，而轉(zhuǎn)化后的數(shù)學(xué)模型參數(shù)矩陣為：
將上述的的參數(shù)矩陣轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)形式：
其中：
轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)形式后，可以更為方便地加上非線性力和風(fēng)浪的干擾。
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電子控制四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的最新內(nèi)容
之前的幾篇已經(jīng)討論了永磁同步電機
摘要：在電動汽車復(fù)合制動過渡工況中，針對液壓制動力與電機制動力配合不好造成的沖擊度問題，提出了雙閉環(huán)反饋和電機力修正的協(xié)調(diào)策略.其中雙閉環(huán)反饋策略依靠電機力來補償液壓系統(tǒng)的液壓力跟蹤誤差，電機力修正策略的作用是讓電機在過渡工況下始終具有補償能力.結(jié)合集成式電子液壓制動系統(tǒng)(I-EHB)進行仿真及硬件在環(huán)試驗，試驗結(jié)果表明所提出的策略能大幅減小制動力切換時的沖擊度，提高車輛制動舒適性。
前言
來源：網(wǎng)絡(luò) 一、ECU的定義及主要廠家 ECU原來指的是enginecontrolunit，即發(fā)動機控制單元，特指電噴發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)。但是隨著汽車電子的迅速發(fā)展，ECU的定義也發(fā)生了巨大的變化，變成了electronic control unit即電子控制單元，泛指汽車上所有電子控制系統(tǒng)，可以是轉(zhuǎn)向ECU，也可以是調(diào)速ECU，空調(diào)ECU等，而原來的發(fā)動機ECU有很多的公司稱之為EMS，eng
來源 | 同濟智能汽車研究所
編者按：自動駕駛技術(shù)不僅可以減小駕駛員的負擔(dān)，還可以提高行駛安全性，減少交通事故的發(fā)生。然而，傳統(tǒng)的燃料汽車由于其復(fù)雜的驅(qū)動和傳動系統(tǒng)具有響應(yīng)速度慢、控制精度低的缺點，不能及時有效地執(zhí)行自動駕駛系統(tǒng)中的決策命令。相比之下，電動汽車由于更容易實現(xiàn)精確控制從而受到更多研究人員的青睞。本文從自動駕駛角度出發(fā)，綜述了四輪獨立驅(qū)動/轉(zhuǎn)向電動汽車（4WID-4WIS
汽車底盤電子控制系統(tǒng)的安全性設(shè)計及質(zhì)量保障
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1. 發(fā)動機電子控制系統(tǒng)
發(fā)動機電子控制系統(tǒng)（EECS）通過對發(fā)動機點火
來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：吳琦
關(guān)鍵字：船舶運動 PID控制 轉(zhuǎn)向模型
本文在傳統(tǒng)控制的基礎(chǔ)上對船舶運動控制方法進行的進一步探討與研究，利用PID控制方法對船舶運動的航向進行反饋控制，使其在受風(fēng)浪等外界環(huán)境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統(tǒng)的可靠性及性能特點直接關(guān)系著航行的安全性和經(jīng)濟性。從20世紀(jì)20年代PID控制應(yīng)用于船舶航向控制以來
來源 | 同濟智能車研究所
編者按：近年來，隨著汽車智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，軌跡跟蹤控制作為智能車輛的重點研究問題，成為國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注的熱點。四輪轉(zhuǎn)向車輛可控自由度高，能有效改善車輛行駛的操縱性、穩(wěn)定性及安全性，是汽車未來發(fā)展的重要方向之一。目前大多數(shù)的軌跡跟蹤控制的研究集中于前輪轉(zhuǎn)向的車輛上，而對四輪轉(zhuǎn)向車輛的軌跡跟蹤控制的關(guān)注較少。這篇文章提出了一種基于四輪轉(zhuǎn)向自主地面車輛的路徑跟蹤控制方法
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同濟智能汽車研究所
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編者按：
自動駕駛技術(shù)的研究主要包括感知層、決策規(guī)劃層和控制層等方面，其中控制層的任務(wù)是根據(jù)決策規(guī)劃層輸出的參考軌跡，結(jié)合車輛自身狀態(tài)，對車輛進行橫縱向控制從而實現(xiàn)軌跡的跟隨。近年來，底盤的電控系統(tǒng)功能日益豐富，控制策略日益成熟，為了獲得更好的跟蹤和操縱性能
自動駕駛的有效運行不光體現(xiàn)在自身的精確策略控制（包括對車輛的控制主要體現(xiàn)在控制速度和路徑曲線上），更體現(xiàn)在和執(zhí)行對手件的交互控制中。在特殊情況下，例如在緊急避撞情況下，還必須及時控制車輛的方向。從狹義上講，車輛操縱的原理即是指車輛動力學(xué)，例如轉(zhuǎn)彎過程中維持車輛穩(wěn)定性。全局底盤控制技術(shù)的進步已被用來進一步提高車輛的安全性和操縱質(zhì)量。通過增加偏航增益以減小上層系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向輸入，可以輕松地實現(xiàn)路徑曲率的改變
