基于仿人智能控制的汽车制动器测试系统的设计与研究

基于仿人智能控制的汽车制动器测试系统的设计与研究

谢昭莉[1]2001年在《基于仿人智能控制的汽车制动器测试系统的设计与研究》文中指出仿人智能控制理论是最近二十年才发展起来的理论,并在大量的实际应用中获得了成功。本文以汽车制动器台架试验系统作为研究对象,对其有关控制问题进行了专题研究。汽车制动器台架试验系统是一个大型复杂系统,具有大惯性及滞后特性以及控制系统中被控对象动力学特性的内部不确定性和外部环境扰动的不确定性等特点,由于难于建立精确的数学模型,所以对这类系统进行有效控制是一大难题。仿人智能控制理论为解决这类复杂对象的控制问题提出了一种有效的控制途径。目前,国内的制动器试验台大多采用的是液压伺服控制,这种控制具有响应频率高、控制精度高等优点,主要缺点是系统成本高、油液粘度随温度变化引起工作性能的变化、且液压系统对油液的污染比较敏感,必须要有良好的保护和过滤措施。气压控制采用空气为介质具有系统价格低廉、无污染、适应性强等优点,主要缺点是系统响应频率低、噪声较大。汽车制动时,若测试系统的响应频率在20Hz左右,则所记录的各种参数几乎没有失真。若气压控制能够满足测试对系统响应频率的要求,就达到了用户对设计的要求,而且系统价廉,市场潜力很大。作者设计的这套系统采用气压控制方式,为了确保系统满足响应频率要求,前期作了大量的计算、试验及仿真实验研究。本文应用仿人智能控制理论(HISC),通过大量的研究、仿真及现场实际应用,实现了汽车制动器台架试验系统的仿人智能控制,实际运行结果令人满意。本文是仿人智能控制算法在气压伺服控制系统中又一典型应用,是采用先进控制技术改造传统工业的又一成功事例。该控制系统已被重庆汽车研究所投入试运行。目前,运行效果良好。相信在不久的将来,它会得到更广泛的应用。

卢辉遒[2]2011年在《汽车制动器惯性试验台转动惯量电模拟的方法研究与系统设计》文中认为汽车制动器是车辆底盘系统的主要安全部件之一,它的质量直接影响驾乘人员和路人的安全。因此随着汽车技术与汽车工业的不断发展,对汽车制动器性能检测装置的性能、精度要求也越来越高。汽车制动器惯性试验台是除了实车路试以外最直接、最有效的性能试验方法。据不完全统计在本论文项目完成前,我国拥有汽车制动器惯性试验台约90余台,其中80多台惯量形式为飞轮结构,大约有10台左右惯量形式为电模拟补偿结构(均为进口)。而目前国际上转动惯量的电模拟试验台已成为发展趋势。而作为该试验台每年产销量占据世界前叁位的我国突破此项课题迫在眉睫。由于技术的封锁,引进技术是不可能的。因此,该项转动惯量电模拟技术成为提高产品国际竞争力和国内装备水平的一个关键技术所在。本文就是以研究开发具有转动惯量电模拟汽车制动器惯性试验台项目出发,主要完成以下工作:第一、对惯性试验台的基本功能、实现原理作了简要阐述;第二、对转动惯量电模拟的基本理论进行了详细分析,完成乘用车转动惯量电模拟试验台参数计算、主电机选型和控制系统设计;第叁、对电模拟实现的关键,即控制算法进行了深入研究,最终采用了增量式PID控制器设计方案,并在该项目完成的试验台上用试凑法完成了参数整定工作,电模拟技术指标达到了预期要求。转动惯量电模拟技术已经获得了初步成功,并已投入使用,但还存在参数整定困难等不完善之处。目前,正在试图研究引用模糊PID控制方法、自适应法等参数整定更具灵活性的控制算法,以使系统更加完善。具有电模拟功能的汽车制动器惯性试验台的开发成功,填补了我国这方面的空白,大大提高了该试验台的国际竞争力。

苏玉刚[3]2004年在《汽车AMT的系统设计和智能控制技术研究》文中进行了进一步梳理车辆自动变速器及其控制技术和自动巡航控制技术都是智能汽车非常重要的内容,是目前我国智能汽车发展急需解决的核心技术之一。论文选择在我国很有发展前景的集自动巡航控制和电控机械式自动变速器于一体的复合控制系统作为研究对象,针对系统研制开发中的一些关键技术难题进行了研究。论文主要由六部分内容组成: (1)概括介绍了智能汽车及其先进的控制系统的主要内容、现状和发展方向;介绍了目前智能汽车自动变速器的主要类型、发展过程和特点;阐述了AMT国内外的研究现状和发展趋势及我国AMT目前需要解决的技术问题;介绍了自动巡航控制技术及其目前应用现状;阐述了论文研究方向提出的背景、课题的来源和论文的主要研究内容以及研究的意义。(2)阐述了作者参与研制开发的AMT控制系统具有的基本功能和设计要求;介绍了该系统的结构、主要组成部分和基本工作原理,并针对AMT系统设计中的几个关键内容:电子控制单元ECU设计;液压动力源设计;离合器、选换挡及节气门控制单元的设计;AMT控制系统的抗干扰设计;AMT控制系统的故障诊断和容错控制设计,详细阐述了作者的设计思想和研究成果,独立自主地设计和研制出了与桑塔纳2000型轿车适配的、具有自主知识产权的、便于国产化的AMT硬件系统。目前整个硬件系统已运行四年多时间、汽车在各种路况下已行驶10万多公里,试验证明所设计的硬件系统不仅满足了整个控制系统的要求,而且具有较高的可靠性和性能价格比。(3)阐述了模糊控制和仿人智能控制的基本思想和重要的理论基础知识;分析了他们的特点和适用范围;概括了模糊控制系统和仿人智能控制系统的设计内容和设计方法;并针对模糊控制的不足之处,将仿人智能控制技术与模糊控制相结合,提出了一种仿人智能模糊控制器,给出了该控制器的结构和控制算法。仿真分析和实际应用证明,仿人智能模糊控制器的设计不需要对象精确的数学模型,且实现比较简单,实时控制效果好。它具有响应速度快、超调小、鲁棒性强等优点,具有一定的应用价值。(4)针对作者研制的电液式节气门执行器的控制问题进行了研究。分析了被控对象的控制技术难点;介绍了电液式节气门执行器的控制系统结构,提出了基于多模态的仿人智能控制器,给出了控制器的结构和控制算法,以及在桑塔纳2000样车上获得的试验测试结果;为了进一步提高电液式节气门执行器位置控制系统的性能,又将作者提出的仿人智能模糊控制应用于该系统,给出了基于查表法的仿人智<WP=6>能模糊控制器的设计方法和单片机实现的控制程序框图。通过实车试验测试结果和几年的实际应用表明,仿人智能模糊控制技术应用于电液式节气门执行器的位置控制系统,可以很好地保证执行器的快速性和平稳性,可以获得较高的位置控制精度,完全能够满足工程应用要求。(5)阐述了AMT车辆自动巡航控制的定义和研究AMT车辆自动巡航智能控制技术的重要意义;详细论述了作者参与研制的AMT车辆自动巡航智能控制系统的组成和具有的主要功能;研究分析了国内外在自动巡航控制方面所采取的一些控制策略及其优缺点,在此基础之上,根据作者研制的具有巡航控制功能的AMT系统的特点以及作者对智能控制的研究成果,提出了节气门位置控制内环采用仿人智能模糊控制,车速控制外环采用模糊控制的新型双闭环自动巡航智能控制系统。给出了控制系统结构和控制器的设计方法。实车试验测试结果表明,采用作者提出的双闭环自动巡航智能控制系统,在自动巡航控制过程中,不仅消除了游车现象,而且节气门控制响应快、无抖动现象,巡航控制的各项功能都能实现并达到较高的控制精度。 (6)论文的最后一章对全文的主要研究内容进行了总结,介绍了论文的主要研究成果、主要创新点和论文存在的不足以及今后继续研究的方向。

《中国公路学报》编辑部[4]2017年在《中国汽车工程学术研究综述·2017》文中提出为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度(Noise,Vibration,Harshness,NVH)控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等;汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等;汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等;汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试,并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析;汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。

赵婷[5]2010年在《基于直流传动的汽车惯性式制动器试验台控制策略研究》文中提出汽车惯性式制动器试验台是检测制动器质量和性能的设备,目前在试验台上一般是利用惯性飞轮来实现对机械惯量的模拟,这种模拟方法具有重量大、体积大、不能改变负载等缺点,有必要对其进行改造。本文研究的基于直流传动的惯性式制动器试验台,利用系统中已有的他励直流电机,控制电机使它的输出动能能模拟机械式惯量盘的惯量,即用电惯量代替机械惯量。首先,找到影响电惯量系统性能的关键变量转速和电流,设计电惯量控制器,即设计自抗扰控制器控制转速外环,设计PI控制器控制电流内环,实现电惯量对机械惯量的模拟。仿真结果表明,自抗扰控制下的电惯量系统不仅能准确地模拟机械惯量,还能有效抑制系统内的干扰。在制动器试验台中,给制动器施力的是计算机控制的气动伺服系统,气动力伺服系统在低速时会产生爬行现象,分析气缸爬行的机理,找到其关键影响因素摩擦力,设计扩展卡尔曼滤波器对摩擦力进行状态估计和补偿。仿真结果表明,该方法具有良好的动静态特性,跟踪精度较高,鲁棒性强,响应时间快。在对气动力伺服系统和电惯量系统控制方法进行了仿真的基础上,通过制动器试验台来验证控制方法实现电惯量系统模拟传统机械惯量系统的可行性。实际现场调试结果表明,该制动器试验台控制系统效果良好,完全符合控制要求。

参考文献:

[1]. 基于仿人智能控制的汽车制动器测试系统的设计与研究[D]. 谢昭莉. 重庆大学. 2001

[2]. 汽车制动器惯性试验台转动惯量电模拟的方法研究与系统设计[D]. 卢辉遒. 吉林大学. 2011

[3]. 汽车AMT的系统设计和智能控制技术研究[D]. 苏玉刚. 重庆大学. 2004

[4]. 中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017

[5]. 基于直流传动的汽车惯性式制动器试验台控制策略研究[D]. 赵婷. 重庆大学. 2010

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