電子控制四輪轉向控制系統的案例
基于線性變參數系統的四輪轉向自主地面車輛路徑跟蹤控制及實驗驗證
變參數向量定義為之后，控制器設計的LPV系統可以表示為
其中
矩陣的仿射模型可以寫成
其中
考慮到(i=1，2,3)，因此，變參數向量有八種組合形式
對于不同的參數變化向量(j=1，2，…8)，等式(20)可以改寫為
其中k表示最小值或最大值。可以發現，等式(21)是等式(20)對不同變參數向量的擴展。
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重。此外
為了簡化，八個頂點的權重如下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計
圖4顯示了四輪轉向AGV的控制系統結構。可以發現，控制系統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。本文主要關注路徑跟蹤算法設計。四輪轉向AGV的目標路徑信息和實際位置被設置為路徑跟蹤控制器的輸入。然后，轉向角和可以被路徑跟蹤控制器計算出。
圖4 四輪轉向AGV的控制系統結構
基于阿克曼轉向幾何，可以計算出每個車輪的轉向角，并將其發送給電子控制單元。電子控制單元將控制四個線控轉向系統跟蹤目標轉向角。
展開 基于四輪轉向和直接橫擺力矩控制的路徑跟蹤集成底盤控制算法設計
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同濟智能汽車研究所
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編者按：
自動駕駛技術的研究主要包括感知層、決策規劃層和控制層等方面，其中控制層的任務是根據決策規劃層輸出的參考軌跡，結合車輛自身狀態，對車輛進行橫縱向控制從而實現軌跡的跟隨。近年來，底盤的電控系統功能日益豐富，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注。本文考慮將四輪轉向和直接橫擺力矩控制結合起來實現底盤的集成控制，在單車道、彎道和雙車道等多個場景下，對比主動前輪轉向、四輪轉向和主動前轉向+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提供了參考。
摘要：本文重點介紹利用四輪轉向和直接橫擺力矩控制實現路徑跟蹤的底盤集成控制算法設計。設計的底盤集成控制算法主要由三部分組成：(1) 考慮參數不確定性、外部擾動、測量噪聲和未建模的動力學特性，利用μ合成方法設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鍵狀態變量，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計了狀態觀測器，進行橫向速度的估計。為了驗證所設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中構建了精度較高的整車模型。
展開 面向自動駕駛：四輪獨立驅動/轉向電動汽車配置與控制綜述與展望
制動執行器均采用液力制動和電機再生制動的混合制動系統。所采用的懸架系統可以分為燭式、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傾剛度，有利于提升車輛在側向加速度較大的情況下的安全性。從表1可以看出，ROboMObil的設計速度100 km/h是所有原型車中是最大的。
2.4 轉向模式和切換邏輯
圖4 4WID-4WIS EV的轉向模式
（a）前輪轉向（b）后輪轉向（c）四輪轉向（d）斜向移動（e）橫向移動（f）原地轉向
如上所述，由于采用了線控模塊，每個車輪的轉向角都可以獨立控制。因此，4WID-4WIS EV比傳統車輛具有更多的轉向模式。如圖4所示，包括前輪轉向（FWS）、后輪轉向（RWS）、四輪轉向（4WS）、斜向移動、橫向移動和在狹小空間內原地轉向[40]。主動四輪轉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定性[41,42]。
為了應對不同工況，高效的轉向模式切換是十分必要的。同濟大學的陳辛波等基于轉向中心連續原理提出了一種轉向模式的切換邏輯，該方案可實現低速行駛時不停車的平穩切換[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參數的突變和能量消耗達到最低，研究者們提出了B樣條曲線來設計切換軌跡，并用多目標遺傳算法對其進行優化[45]。陳辛波等基于4WID-4WIS EV的運動學和動力學模型，設計并驗證了轉向模式切換策略[46]。為了在高速條件下實現FWS和4WS之間的切換控制，設計了魯棒控制器[47]，旨在實現側偏角和橫擺角速度的平滑過渡。
展開 永磁同步電機控制系統仿真 附電力電子、電機控制系統的建模和仿真下載
留個小問題，大家互動一下：
Q：
為什么采用PWM比較器產生異步中斷來觸發控制器運行的方式，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、電機控制系統的建模和仿真
船舶轉向控制系統設計及仿真研究
來源：互聯網 作者：吳琦
關鍵字：船舶運動 PID控制 轉向模型
本文在傳統控制的基礎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，使其在受風浪等外界環境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統的可靠性及性能特點直接關系著航行的安全性和經濟性。從20世紀20年代PID控制應用于船舶航向控制以來，經過實踐的不斷積累和無數高科技人才的不斷探索與完善，其已經成為船舶航向控制領域最基本、最經典的方法。
船舶航向控制系統是一個非線性的、外界環境干擾復雜的系統，從理論上很難用一個精確的數學模型來對其進行描述。在一些特殊的場合、航道復雜或者進行避碰操作的時候甚至需要極富經驗的舵手進行人工操作。而較為精確的PID控制經過多年的摸索和完善可以極大程度的從經濟、環保等方面滿足現代船舶航行控制的要求。
2 船舶轉向模型推導
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容易換算出深和航速的關系，但是由于二階模型在轉化為狀態空間模型時不便于加上非線性力以及風浪的干擾，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、浪等干擾，必須把傳遞函數的形式轉化為擁有三個自由度的狀態空間數學模型式，而轉化后的數學模型參數矩陣為：
將上述的的參數矩陣轉化為標準形式：
其中：
轉化為標準形式后，可以更為方便地加上非線性力和風浪的干擾。
展開 轉向系統怠速振動控制方法研究
怠速激勵源、傳遞路徑、模態分布及
結構設計是影響轉向系統怠速振動水平的四個方面。本文分別對這四個方面進行了分析和舉
例說明。為轉向系統怠速振動設計提供了方法。
李利_轉向系統怠速振動控制方法研究.pdf
制動和轉向自適應控制下的智能駕駛系統
諸如全局底盤控制（GCC）之類的概念通過集成主動底盤系統為駕駛動力，穩定性和舒適性開辟了新的領域。目標是優化每個系統的潛力，并將其集成到智能的整體系統中。AUTOSAR硬件和軟件將支持功能集成。控制車輛動力學的鏈接系統是一個正在進行的項目。目前正在針對以下挑戰進行深入研究：
– 確定可以并希望通過控制系統確定汽車特性的區域
– 為給定的智能汽車家族組裝最佳的主動系統產品組合
– 針對給定的智能汽車電子架構設計機箱控制功能，以應對復雜性
對于所有主機廠來說，全面的車輛動力學控制協調概念的目標還有很長的路要走。盡管如此，有關目標仍存在一致意見。
在正常情況下，底盤控制應提供最大的舒適度和娛樂性。主機廠擁有創建個人汽車角色的所有自由。在處于摩擦極限的臨界情況下，每個可用的執行器都將起作用，自適應的主動底盤控制將幫助駕駛員避免發生意外。
展開 汽車電子控制系統及其發展趨勢
7.空調，采暖，通風控制，包括壓縮機、冷凝器、蒸發器風扇，膨脹閥等控制
8.電子開關和照明，包括大燈、尾燈、顯示背光，加減速，電臺，CD等
9.ACC電子主動巡航控制
10.安全氣囊自診斷和點爆控制
11.主動式安全帶自診斷和點爆控制，回拉式安全帶點爆控制
12.EPS轉向控制，HPS轉向控制
13.TPC胎壓控制
14.汽車儀表
15.防盜報警
16.車尾高度平衡系統
17.智能傳感器，即帶ECU的傳感器
電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，在傳統汽車的基礎上進行優化設計，有著廣泛前景的新能源車型。
展開 【轉】如何排除電子控制系統的故障
二、ECU的檢查中國汽車設計網
及其控制線路的故障可用該車型的電腦檢測儀或通用于各車型的汽車電腦解碼器來檢查。如果沒有這些儀器，則可利用萬用表測量單元一側插座上各引腳的電壓或工作電阻，據以判斷電控單元及其控制線路無故障。用這種方法檢測電控單元及控制線路的故障，必須以被測車型的詳細維修技術資料為依據。這些資料包括：該車型電控單元線束插頭中各接腳與控制系統中的哪些傳感器、執行器相連接；各接腳在發動機不同工作狀態下的標準電壓值。
檢測時如發動機異常，則表明有故障；與執行器連接部分異常，則表明電控單元有故障；與傳感器連接部分異常，則可能傳感器線路有故障。
檢查ＥＣＵ的常用方法：
電壓測量法。按照ＥＣＵ插接件圖及ＥＣＵ各接線點正常電壓數據及測量條件，用稿輸入阻抗的萬用表進行檢查。
電阻測量法
拔下ＥＣＵ線插頭，按插件圖及ＥＣＵ各接線點正常電阻值進行測量；采用高阻抗數字表，并盡量用高歐姆檔測量，以防測量電流損壞ＥＣＵ內部元件，使故障擴大；中國汽車設計網 D N[-K6|K/q ?
各種車型的ＥＣＵ插件圖均不一樣，但使用符號在同一車系中具有通性；ＥＣＵ各接點電壓及電阻值，對其他車型僅能參考。
三、電控單元控制系統常見故障
接觸不良。主要發生在插接件、電位器、開關及繼電器等處。電控單元控制系統中，許多信號線路均為微電流線路，因此接觸不良的故障點也較多控制線路故障。主要表現為短路（包括搭鐵）、斷路和接觸不良等。
短路。由于多種原因使線路中應該絕緣的部分短接在一起，由于采用單線制（負極搭鐵）、增加了短路故障的發生概率。
斷路。斷路可能發生的情況有：ａ、導線中間及聯接點斷開；ｂ、插接件內部斷開；ｃ、觸點（開關和繼電器等）燒斷。
來源：中國汽車設計網
展開 集成式電子液壓制動系統的復合制動協調控制
圖1 不舒適度指數
Fig.1 Discomfort index
電子液壓制動系統(electro-hydraulic brake system, EHB)是汽車液壓制動系統的發展趨勢，具有響應快速、制動力精確控制、易于實現再生制動等突出優點.本文基于文獻[12]提出的集成式電子液壓制動系統(integrated-electro-hydraulic brake system，I-EHB)，并采用液壓力控制算法對復合制動過渡工況沖擊度進行研究.第1節介紹I-EHB系統的結構和工作原理.第2節介紹復合制動總體策略.第3節提出了雙閉環反饋和電機力修正的協調策略.第4節對液壓制動系統介入制動和再生制動力撤出制動兩種過渡工況進行了仿真和臺架試驗，證明了控制策略的有效性.
1 集成式電子液壓制動系統
I-EHB由制動踏板單元、液壓驅動單元、制動執行單元和控制系統4部分組成，如圖2所示，圖中，ECU為電控單元，DC/AC為逆變器，ESC為電子穩定性控制單元,MC1、MC2為主缸的兩個腔.其中制動踏板單元提供駕駛員的制動踏板感覺，包括制動踏板、次級主缸、踏板模擬器、踏板模擬器電磁閥(電磁閥3)、次級主缸電磁閥(電磁閥1)；液壓驅動單元為系統提供動力源，包括電機和減速傳動機構等；制動執行單元與傳統的制動系統結構保持一致，包括主缸、液壓管路等.解耦缸實現系統解耦，即實現正常制動時，制動踏板與制動主缸不直接相連.正常模式下，駕駛員踩下制動踏板，次級主缸的制動液注入到踏板模擬器，產生踏板感覺，同時制動踏板推桿推動解耦缸活塞壓縮解耦缸液壓腔，此時電磁閥2處于打開狀態，使得解耦缸內制動液流入儲液罐，如此實現了制動踏板不再直接與制動主缸相連.工作時，電子液壓制動系統根據上層制動力分配策略計算出的目標液壓力以及壓力傳感器反饋的實際液壓力構成壓力閉環，時刻控制著電機應產生相應的力矩大小
展開 《電力電子和電力拖動控制系統的MATLAB仿真》
【基本信息】 ISBN：7111180429 265 尺寸：小16開 印張：8.625 字數：333000 印次：1 印刷時間：2006/01/01 用紙：膠版紙 版次：1
【內容提要】
本書介紹了MATLAB及其圖形仿真界面SIMULINK的應用基礎知識，詳細介紹了SIMULINK模型庫的電力電子和電機模塊的功能和使用，并通過大量實例介紹了電力電子電路和交直流調速系統的仿真方法和技巧。
本書可以作為高等校電力電子技術和電力拖動自動控制系統類課程的教學輔助或等候課教材，也可供相關專業研究生和工程技術人員學習與參與。
【目錄】
前言
第1章 MATLAB基礎
1.1 MATLAB介紹
1.2 MATLAB的安裝和啟動
1.3 MATLAB環境
1.4 MATLAB的計算基礎
1.5 MATLAB程序設計基礎
1.6 MATLAB常用的其他命令
1.7 MATLAB的繪圖功能
1.8 電力電子電路波形圖的繪制
第2章 SIMULINK環境和模型庫
2.1 系統仿真環境
2.2 SIMULINK模型庫中的模塊
2.3 電力系統模型庫
第3章 電力電子器件模型
3.1 二極管模型
3.2 晶閘管模型
3.3 可關斷晶閘管模型
3.4 電力場效應晶體管模型
3.5 絕緣柵雙極型晶體管模型
3.6 理想開關模型
3.7 三相橋式整流電路模型
3.8 多功能橋式電路模型
3.9 驅動模型
第4章 變壓器和電動機模型
……
第5章 電力電子變流電路的仿真
第6章 直流調速系統的仿真
第7章 交流調速系統的仿真
第8章 提高功率因數的電力變流電路仿真
參考文獻
展開 
汽車底盤電子控制系統的安全性設計及質量保障
汽車底盤電子控制系統的安全性設計及質量保障
洛馬空間系統在EBAM電子束增材制造過程中的實時質量控制技術
據市場觀察，洛克希德·馬丁空間系統公司擁有Sciaky公司的EBAM 3D打印機，這臺機器能夠制造出直徑近150厘米的燃料箱，將燃料箱的制造成本削減了一半。
與其他通過加工金屬粉末的增材制造方法不同，EBAM-電子束融化焊接技術主要是由金屬絲作為打印材料，并使用一種功率強大的電子束在真空環境中通過高達1000℃的高溫來融化打印金屬零部件。
為了避免零件缺陷的產生，EBAM電子束融化焊接技術在加工的過程中需要實現實時質量控制，閉環控制系統通過整個構建參數保證質量達到要求，可以通過調整能量的大小以保持一致的零件幾何形狀、化學和微觀結構。
那么如何實現實時質量控制呢？據市場研究，洛克希德·馬丁空間系統公司在這方面獲得了一定的技術優勢。
根據市場研究，這是由接觸工件的電子束產生的二次X射線來分析制造工藝的結果并在制造過程中實時校正缺陷。通過監測電子束散射的情況來進行電子束加工過程中所沉積的熔融材料池的監測，來實時自動控制零件的質量。
其核心工作原理是，電子束接觸工件而產生二次X射線，通過檢測到的二次X射線可用于實時產生圍繞電子束接觸位置的工件部分或區域的三維橫截面圖像。并且，可以使用三維橫截面圖像的實時分析來檢測缺陷，并且可以通過將電子束重新引導回到正確路徑來執行實時的重新工作或缺陷的校正。
該系統可包括產生電子束的電子束發生器，包含工件的真空室，X射線傳感器陣列（感測由電子束與工件接觸產生的二次X射線），工件，連接到X射線傳感器陣列的圖像發生器（通過X 射線計算機斷層掃描技術生成三維橫截面圖像），以及連接到電子束發生器的控制器（以將電子束重新引導到發現有缺陷的區域，從而重新加工該區域并糾正缺陷。）
據了解，閉環控制的好處是相當可觀的。
展開 一文帶你了解汽車上28個電子控制系統（EFI、EGR、ISC、EBD、ESP...）及各自的作用
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電子駐車制動系統（EPB）
該系統是指將行車過程中的臨時性制動和停車后的長時性制動功能整合在一起，并且由電子控制方式實現停車制動的技術。
EPB是由電子控制方式實現停車制動的技術， 其工作原理與機械式駐車制動器相同，均是通過拉索拉緊后輪剎車蹄進行制動。另一種則是使用電子機械卡鉗，通過電動機卡緊剎車片產生制動力來達到控制停車制動的目的。
EPB從基本的駐車功能延伸到自動駐車功能（AUTO HOLD）。自動駐車功能技術的運用，使得駕駛者在車輛停下時不需要長時間制動， 以及在啟動自動電子駐車制動的情況下，能夠避免車輛不必要的滑行，簡單地說就是車輛不會后溜。
4. 轉向控制系統
01
電動助力轉向系統（EPS）
當操縱方向盤時， 裝在轉向軸上的扭矩傳感器不斷地測出轉向軸上的扭矩信號，該信號與車速信號同時輸入到電子控制單元（ECU）。電子控制單元根據這些輸入信號確定助力扭矩的大小和方向，電動機的扭矩由電磁離合器通過減速機構減速增扭后，加在汽車的轉向機構上，使其得到一個與汽車工況相適應的轉向作用力。
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