基于无迹卡尔曼滤波的汽车线控转向路感模拟研究

1

作者 熊治强 张鑫玉 《成都工业学院学报》 2025年第1期7-13,共7页

线控转向系统取消了转向盘与转向执行机构的机械连接,路面状况无法直接反馈给驾驶员。为了让驾驶员有较好的路感反馈体验,在Simulink中建立了七自由的车辆动力学模型,同时用Carsim进行联合仿真。通过轮胎所受纵向、侧向和垂向3个方向产... 线控转向系统取消了转向盘与转向执行机构的机械连接,路面状况无法直接反馈给驾驶员。为了让驾驶员有较好的路感反馈体验,在Simulink中建立了七自由的车辆动力学模型,同时用Carsim进行联合仿真。通过轮胎所受纵向、侧向和垂向3个方向产生的回正力矩计算路感力矩并提出路感力矩补偿策略。由于动力学模型中侧向回正力矩计算的相关参数不好获得,提出运用魔术轮胎公式中的参数拟合方法计算该回正力矩,并采用无迹卡尔曼滤波算法估计该拟合公式的参数,提高计算精度。根据仿真分析可知,在双纽线向工况和中心转向工况下,系统表现良好,能够有效反馈路感信息,确保驾驶员对车辆控制的感知。最终实现了基于七自由度模型的车辆动力学分析,并结合魔术轮胎模型与无迹卡尔曼滤波算法,提高了路感反馈的计算精度。 展开更多

关键词 线控转向 路感模拟 无迹卡尔曼滤波

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基于麻雀算法和滑模控制的路感模拟研究

2

作者 方震宇 肖平 杨东德 《重庆科技大学学报(自然科学版)》 2024年第6期98-104,共7页

为进一步提高线控转向路感模拟系统中路感电机输出的鲁棒性,对路感力矩和电机控制策略作了模拟研究。首先,分析路感反馈系统的动力学微分方程,利用车轮回正力矩公式搭建路感力矩数学模型;其次,改进基于方向盘转角的滑模控制策略,并通过... 为进一步提高线控转向路感模拟系统中路感电机输出的鲁棒性,对路感力矩和电机控制策略作了模拟研究。首先,分析路感反馈系统的动力学微分方程,利用车轮回正力矩公式搭建路感力矩数学模型;其次,改进基于方向盘转角的滑模控制策略,并通过麻雀算法对参数进行在线优化;最后,建立Prescan和Carsim多软件联合仿真模型,在Matlab平台上完成虚拟仿真实验,对路感反馈系统的鲁棒性加以验证。 展开更多

关键词 麻雀算法 路感模拟 SBW系统 滑模控制 改进控制律

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汽车机械系统对路感模拟的影响

3

作者 常斌 《自动化应用》 2024年第9期234-237,共4页

随着汽车工业水平的不断发展,汽车各子系统的线控化趋势日趋明显,如何模拟传统机械连接式转向系统产生的路感成为线控转向系统研究的重要课题之一。通过分析阐述传统机械连接式转向系统的组成及工作过程,深入梳理其路感的产生原理,并以... 随着汽车工业水平的不断发展,汽车各子系统的线控化趋势日趋明显,如何模拟传统机械连接式转向系统产生的路感成为线控转向系统研究的重要课题之一。通过分析阐述传统机械连接式转向系统的组成及工作过程,深入梳理其路感的产生原理,并以小型乘用车为例,研究了悬架系统、制动系统、动力系统在工作状态下对路感可能的影响。最后根据分析结果,结合线控转向系统数据的分析与采集,探讨了路感模拟的可行性方法,以期为后续研究提供一定参考与借鉴。 展开更多

关键词 路感 线控转向系统 路感模拟 悬架系统 转向机 车轮

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车辆线控转向路感模拟控制研究 被引量：13

4

作者 邱绪云 冯晋祥 +2 位作者 于明进 阮久宏 谭明旭 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第1期25-27,141,共4页

针对车辆线控转向路感模拟控制受外界扰动大、建模困难等问题,基于线性自抗扰控制(LADRC)技术设计了一种车辆线控转向路感模拟控制算法。建立了线控转向路感控制仿真模型,包括驾驶员模型、线控转向系统模型、两自由度车辆模型、轮胎模... 针对车辆线控转向路感模拟控制受外界扰动大、建模困难等问题,基于线性自抗扰控制(LADRC)技术设计了一种车辆线控转向路感模拟控制算法。建立了线控转向路感控制仿真模型,包括驾驶员模型、线控转向系统模型、两自由度车辆模型、轮胎模型及控制器模型等,在给定道路函数条件下进行了系统仿真验证。结果表明,所设计的线性自抗扰控制器可以实现强鲁棒和高精度的车辆线控转向路感模拟控制。 展开更多

关键词 线控转向系统 路感模拟 线性自抗扰控制

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线控转向系统路感模拟控制研究 被引量：7

5

作者 谭光兴 李珊 +1 位作者 简文国 叶鑫鹏 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第4期1069-1072,共4页

线控转向系统用总线技术取代了方向盘与转向轮之间的传统机械连接,驾驶员无法获得路面信息,需模拟产生路感;通过建立方向盘总成模型,将生物免疫原理与模糊理论应用到路感模拟控制策略中,设计模糊免疫PID控制器用于路感模拟;选取行驶工... 线控转向系统用总线技术取代了方向盘与转向轮之间的传统机械连接,驾驶员无法获得路面信息,需模拟产生路感;通过建立方向盘总成模型,将生物免疫原理与模糊理论应用到路感模拟控制策略中,设计模糊免疫PID控制器用于路感模拟;选取行驶工况为蛇行工况,以20km/h和100km/h作为低速和高速输入进行仿真;结果表明,采用模糊免疫PID控制器控制路感电机模拟产生的路感跟随目标路感力矩的效果更好,适应性更强。 展开更多

关键词 线控转向系统 路感模拟 模糊免疫PID控制器

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新能源汽车线控转向系统路感模拟 被引量：2

6

作者 杨学平 蒋超宇 +1 位作者 薛秀丽 钟彦雄 《系统仿真技术》 2018年第1期39-42,共4页

提出了新能源汽车线控转向(SBW)系统路感模拟方法。从路感影响因素出发,建立路感模拟的经验公式;采用路感函数多变量模糊控制的方法来研究各函数与路感的关系,以达到产生较理想路感的目的。结果表明:多变量模糊控制模拟产生的路感提高... 提出了新能源汽车线控转向(SBW)系统路感模拟方法。从路感影响因素出发,建立路感模拟的经验公式;采用路感函数多变量模糊控制的方法来研究各函数与路感的关系,以达到产生较理想路感的目的。结果表明:多变量模糊控制模拟产生的路感提高了驾驶员操控舒适性。 展开更多

关键词 线控转向(SBW)系统 路感模拟 多变量模糊控制

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遥操作拖拉机路感模拟系统设计与实验

7

作者 薛金林 曹梓建 李雨晴 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期432-439,共8页

为了使遥操作拖拉机驾驶员对路面信息有更直观的感受,在课题组前期设计的一套拖拉机遥操作系统的基础上设计了路感模拟系统。首先提出路感模拟系统的总体设计方案。然后分析拖拉机路感产生机理,并对遥操作拖拉机的转向执行机构以及控制... 为了使遥操作拖拉机驾驶员对路面信息有更直观的感受,在课题组前期设计的一套拖拉机遥操作系统的基础上设计了路感模拟系统。首先提出路感模拟系统的总体设计方案。然后分析拖拉机路感产生机理,并对遥操作拖拉机的转向执行机构以及控制器进行改造,设计出路感测试系统。最后根据所设计的路感测试系统,在草地、水泥地等路面上对遥操作拖拉机进行原地转向以及行驶转向时不同速度下的转向阻力矩测量,并且利用Logitech G29方向盘式操纵装置在草地和水泥路面展开路感的模拟实验。实验及测试结果表明,遥操作拖拉机在不同路面的转向阻力矩相差较大,但是总体变化趋势相同,一开始转向阻力矩随着方向盘转角的增大而增大并在方向盘转角处于100°~120°时开始回落,当方向盘转角处于200°左右时有小幅度的上升。通过方向盘式操纵装置对遥操作拖拉机路感展开模拟,各项评价指标得分均在6.3~8.5分之间,表明该方法模拟路感的可行性。 展开更多

关键词 拖拉机 遥操作 路感模拟 转向系统

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线控转向系统变角传动比设计及路感模拟 被引量：6

8

作者 王晓峰 汪选要 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第3期185-188,共4页

变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分。根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案。通过分析不同路感模拟的策略,考虑到“人-车-路”闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路... 变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分。根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案。通过分析不同路感模拟的策略,考虑到“人-车-路”闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路信息的反馈,基于权重法进行转向路感的模拟。通过Carsim/Simulink仿真双移线和双纽线工况,结果表明该转向系统不但减轻了驾驶员操作负担,而且还兼顾了驾驶员的偏好,并且能够及时响应道路变化,提高了车辆的操纵稳定性和转向轻便性。 展开更多

关键词 线控转向系统 变角传动比 路感模拟 操纵稳定性 转向轻便性

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基于CarSim汽车线控转向系统路感模拟及性能研究 被引量：4

9

作者 王丽凤 吕世明 陈荣中 《林业机械与木工设备》 2015年第10期20-24,共5页

路感模拟是汽车线控转向系统的关键技术之一。利用前轮定位参数和车速建立系统的回正力矩,通过修正算法设计路感模拟策略,并在MATLAB/Simulink中建立方向盘回正力矩模型,通过S函数接口与汽车动力学仿真软件Car Sim进行不同工况下的联合... 路感模拟是汽车线控转向系统的关键技术之一。利用前轮定位参数和车速建立系统的回正力矩,通过修正算法设计路感模拟策略,并在MATLAB/Simulink中建立方向盘回正力矩模型,通过S函数接口与汽车动力学仿真软件Car Sim进行不同工况下的联合仿真。与传统机械转向车辆对比分析表明,仿真结果均满足转向系统的基本要求且优于机械转向。 展开更多

关键词 线控转向 路感模拟 回正力矩

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汽车线控转向系统路感模拟仿真研究 被引量：3

10

作者 王宁 石晶 李刚 《农业装备与车辆工程》 2015年第11期7-11,共5页

汽车线控转向系统取消了传统转向系统方向盘到转向车轮的机械连接,驾驶员无法获得转向路感。针对线控转向系统路感模拟问题,进行了线控转向系统路感模拟算法仿真研究,建立了线控转向系统动力学模型。采用动力学计算法,设计了直接测量转... 汽车线控转向系统取消了传统转向系统方向盘到转向车轮的机械连接,驾驶员无法获得转向路感。针对线控转向系统路感模拟问题,进行了线控转向系统路感模拟算法仿真研究,建立了线控转向系统动力学模型。采用动力学计算法,设计了直接测量转向电机电流来获取转向过程中转向电机所产生的电机力矩的路感模拟算法,应用Matlab/Simulink与CarSim搭建了线控转向系统和线控转向汽车模型,选取方向盘角正弦输入仿真试验和中心区转向仿真试验对控制算法进行仿真验证。仿真试验结果表明:设计的路感模拟算法可为驾驶员提供良好的路感,能够满足高速稳定性以及低速轻便性的要求。 展开更多

关键词 汽车 线控转向系统 路感模拟 仿真验证

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线控转向系统路感模拟与硬件在环试验研究 被引量：1

11

作者 刘彦琳 王凯 谢有浩 《车辆与动力技术》 2018年第2期41-46,共6页

线控转向车辆取消了转向盘与转向器之间的机械连接,驾驶员无法直接感受到当前行驶的路感.文中在分析了传统汽车路感来源的基础上,通过测量转向电机电流,计算车轮回正力矩,同时加入了限位控制与阻尼控制,完成路感模拟算法的研究.利用Car... 线控转向车辆取消了转向盘与转向器之间的机械连接,驾驶员无法直接感受到当前行驶的路感.文中在分析了传统汽车路感来源的基础上,通过测量转向电机电流,计算车轮回正力矩,同时加入了限位控制与阻尼控制,完成路感模拟算法的研究.利用CarSim搭建道路环境模型,并与Simulink搭建的线控转向系统模型联合仿真来验证所提出的路感模拟算法的有效性.同时,基于Labview PXI平台,搭建了线控转向路感模拟硬件在环仿真平台,设计路感模拟控制器采集转向电机电流,验证控制策略的有效性. 展开更多

关键词 线控转向 路感模拟 控制器 硬件在环

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路感模拟器研究现状及发展趋势 被引量：1

12

作者 张博 张小乐 张善 《汽车电器》 2020年第7期53-55,共3页

汽车智能化日益成为汽车产业的发展方向,作为控制汽车横向动力学的转向系统,线控转向的研发,各个TIER1的开发都提上了日程,而路感模拟器的控制算法构成和开发成为了重要的研究热点,本文对国内外路感控制算法研究现状做了总结,并提出了... 汽车智能化日益成为汽车产业的发展方向,作为控制汽车横向动力学的转向系统,线控转向的研发,各个TIER1的开发都提上了日程,而路感模拟器的控制算法构成和开发成为了重要的研究热点,本文对国内外路感控制算法研究现状做了总结,并提出了其中的发展方向。 展开更多

关键词 线控转向 路感模拟 趋势

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线控转向系统路感模拟控制研究

13

作者 陈应鹏 刘贺 《内燃机与配件》 2019年第22期1-3,共3页

在线控转向(Steering By Wire,简称SBW)系统中,方向盘与转向器之间的机械连接被取缔,驾驶员无法直接获得转向路感,为了使驾驶员获得合适的路感信息,需要对路感进行设计。文章通过分析路感的因素,首先建立了SBW系统模型,运用Carsim仿真... 在线控转向(Steering By Wire,简称SBW)系统中,方向盘与转向器之间的机械连接被取缔,驾驶员无法直接获得转向路感,为了使驾驶员获得合适的路感信息,需要对路感进行设计。文章通过分析路感的因素,首先建立了SBW系统模型,运用Carsim仿真拟合得到三个不同速度下的模拟路感。结果表明,在三个速度下均能获得良好的模拟路感。 展开更多

关键词 线控转向 路感 模拟路感

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线控转向系统的路感设计研究

14

作者 何肖军 杨坤 +3 位作者 马超 王杰 邵庚龙 成兆君 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期806-815,共10页

路感模拟是线控转向系统开发的关键技术之一,为了提高路感模拟的质量,基于传统转向系统转向阻力矩的产生原理和动力学模型计算方法,设计了线控转向系统的路感力矩;为了降低不确定性系统参数和传感器噪声引起的路感电机扭矩脉动,设计了... 路感模拟是线控转向系统开发的关键技术之一,为了提高路感模拟的质量,基于传统转向系统转向阻力矩的产生原理和动力学模型计算方法,设计了线控转向系统的路感力矩;为了降低不确定性系统参数和传感器噪声引起的路感电机扭矩脉动,设计了基于自抗干扰算法的路感电机矢量控制策略,并使用粒子群算法对自抗干扰算法中的控制参数进行优化;基于转向盘中间位置操纵稳定性试验和转向轻便性试验,对路感模拟效果进行了验证。结果表明,基于粒子群优化的自抗干扰路感模拟控制算法具有较强的适应性,能有效实现对路感的精确模拟,并可有效减轻驾驶员负担,相关研究可为线控转向系统的设计提供参考。 展开更多

关键词 线控转向系统 路感模拟 自抗干扰控制 粒子群算法

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路感模拟用永磁同步电机电流控制 被引量：2

15

作者 张博 张建伟 +2 位作者 郭孔辉 丁海涛 褚洪庆 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1405-1413,共9页

为获取良好的路感模拟执行器响应性能,从提高路感模拟用永磁同步电机的动态电流响应速度和降低稳态时的电流波动角度出发,针对数字电机控制固有延时问题和逆变器输出饱和问题应用三步非线性方法设计了一种电流控制(TSPCC)算法。三步非... 为获取良好的路感模拟执行器响应性能,从提高路感模拟用永磁同步电机的动态电流响应速度和降低稳态时的电流波动角度出发,针对数字电机控制固有延时问题和逆变器输出饱和问题应用三步非线性方法设计了一种电流控制(TSPCC)算法。三步非线性方法具有对参数不过分敏感和易于离散系统工程实现的优点,将逆变器的输出饱和转化成基于模型的动态饱和限制引入到动态前馈控制和误差反馈控制中以获得最优的电流响应速度,用下一拍电流预测值代替当前传感器采集值以降低由于延时引起的电流超调和波动。仿真和试验结果表明:该算法可显著提高电流响应速度和降低稳态时的电流波动,适合用于实现平滑的手感和实时的路感。 展开更多

关键词 车辆工程 路感模拟 电流控制 逆变器输出饱和 延时 三步非线性方法

原文传递

驾驶模拟器转向路感实现方法

16

作者 黄腾 何通 《汽车实用技术》 2022年第23期118-122,共5页

针对驾驶模拟器转向系统相对实车缺乏路感反馈这一问题,设计了一种基于NARX神经网络的路感模型,实现了转向系统摩擦动态特性描述和路感模拟。首先基于dSPACE和Carsim搭建驾驶员在环数据采集平台,实现驾驶模拟器控制器局域网(CAN)通信配... 针对驾驶模拟器转向系统相对实车缺乏路感反馈这一问题,设计了一种基于NARX神经网络的路感模型,实现了转向系统摩擦动态特性描述和路感模拟。首先基于dSPACE和Carsim搭建驾驶员在环数据采集平台,实现驾驶模拟器控制器局域网(CAN)通信配置。采集真实驾驶员实时数据,并对原始数据进行滤波处理,完成NARX路感模型构建。最后对路感模型进行Simulink/Carsim联合仿真试验。试验结果表明,该路感模型可以有效实现路感模拟功能。 展开更多

关键词 驾驶模拟器 路感模拟 CAN通信 NARX神经网络

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基于PMSM的线控转向系统路感控制策略 被引量：4

17

作者 袁臣虎 杨玉明 +2 位作者 刘晓明 王岁 李龙女 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第4期64-69,共6页

为保证线控转向系统中转向轮的信息准确传递到方向盘及使驾驶员获得良好的路感,设计了一种基于永磁同步电机(PMSM)的线控转向系统。采用PMSM作为本系统路感模拟电机和转向执行电机,研究了基于PMSM的线控转向系统路感控制方案,建立了线... 为保证线控转向系统中转向轮的信息准确传递到方向盘及使驾驶员获得良好的路感,设计了一种基于永磁同步电机(PMSM)的线控转向系统。采用PMSM作为本系统路感模拟电机和转向执行电机,研究了基于PMSM的线控转向系统路感控制方案,建立了线控转向系统和PMSM的数学模型;利用解耦控制思想,分析转向执行电机q轴电流与转向阻力矩的关系,利用电动助力转向系统助力特性,获得方向盘回正力矩。考虑到线控转向系统低速回正不足、高速回正超调以及无机械限位等因素,对方向盘回正力矩进行修正最终推导得出路感力矩,给驾驶员提供路感反馈。仿真和实验结果表明:提出的路感控制策略在路感模拟和回正控制上具有工程可行性。 展开更多

关键词 线控转向系统 永磁同步电机(PMSM) 路感模拟 阻尼控制 回正控制

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线控转向系统路感反馈与主动回正控制 被引量：5

18

作者 张君 邱江波 +1 位作者 屈翔 张小锋 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2023年第6期75-84,共10页

针对线控转向(SBW)系统无法将路感直接通过方向盘传递给驾驶员的问题,建立方向盘模块和回正力矩的动力学模型,设计了助力力矩、限位力矩、摩擦力矩和阻尼控制力矩的综合路感模拟控制算法。考虑到车辆在低速行驶方向盘回正不足的缺陷,设... 针对线控转向(SBW)系统无法将路感直接通过方向盘传递给驾驶员的问题,建立方向盘模块和回正力矩的动力学模型,设计了助力力矩、限位力矩、摩擦力矩和阻尼控制力矩的综合路感模拟控制算法。考虑到车辆在低速行驶方向盘回正不足的缺陷,设计了主动回正控制算法,并推导出具体公式。仿真和硬件在环试验结果表明:所设计的路感模拟控制算法满足低速转向轻便、高速路感清晰的要求,同时能够减小方向盘回正残余角,提高车辆的回正性能。 展开更多

关键词 线控转向系统 路感模拟 回正力矩 驾驶员偏好力矩 主动回正控制

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车辆线控转向系统关键技术研究综述 被引量：6

19

作者 屈翔 陈豪 +1 位作者 张君 王伟 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2023年第8期74-84,共11页

线控转向系统(steering-by-wire, SBW)作为线控底盘的关键执行系统,取消了机械连接,转向操作由电信号直接传达,控制方式更灵活,可实现模块化结构,提高了转向系统与底盘其他子系统的耦合性和控制自由度。对线控转向系统路感模拟技术与变... 线控转向系统(steering-by-wire, SBW)作为线控底盘的关键执行系统,取消了机械连接,转向操作由电信号直接传达,控制方式更灵活,可实现模块化结构,提高了转向系统与底盘其他子系统的耦合性和控制自由度。对线控转向系统路感模拟技术与变传动比技术及控制参数估计方法进行全面阐述,以及对路感模拟技术中涉及的反馈力矩控制和回正力矩控制研究成果进行了对比和分析,指出其力传递特性和角传递特性不耦合的特点会造成较差的驾驶体验;常用的变角传动比设计方法主要是恒定横摆角速度的变角传动比和随车速(转角)变化的变角传动比这2类设计方法,指出单一设计方法存在的不足,也明确了其分别满足不同驾驶员偏好的角传递特性区间优势;对线控转向技术未来研究方向和发展进行了展望,提出线控转向技术发展应趋向路感个性化、安全可靠、精准控制等特点。 展开更多

关键词 线控转向系统 路感模拟 变传动比设计 参数估计

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基于联合仿真的线控转向系统控制策略的研究 被引量：1

20

作者 杨平 唐玲 《四川理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2010年第6期719-722,共4页

文章应用ADAMS软件建立了某型轿车14自由度的整车模型,其次应用Matlab建立线控转向系统路感模拟的动力学模型和转向执行机构的动力学模型,最后通过ADAMS和Matlab的联合仿真建立了线控转向系统的控制策略。通过机械式转向系统和线控转向... 文章应用ADAMS软件建立了某型轿车14自由度的整车模型,其次应用Matlab建立线控转向系统路感模拟的动力学模型和转向执行机构的动力学模型,最后通过ADAMS和Matlab的联合仿真建立了线控转向系统的控制策略。通过机械式转向系统和线控转向系统在特定工况下转向特性联合仿真的比较和分析,可见线控转向系统是基本符合转向特性要求的。 展开更多

关键词 ADAMS MATLAB 线控转向系统 路感模拟 控制策略

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