汽车失稳临界区域非线性瞬态动力学定量描述理论和模型预测控制方法研究

基本信息
批准号:51275557
项目类别:面上项目
资助金额:84.00
负责人:李亮
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李磊,李红志,吴凯辉,王语风,马良旭,朱宏军
关键词:
失稳临界区域定量描述模型预测控制车辆稳定性非线性动力学
结项摘要

The applicant has been engaged in vehicle dynamics stability mechanism and control methods with the support of the youth project of NSFC, the academic achievements are listed as follows: (1) Studying the vehicle nonlinear modeling mechanism and sensor fusion method, and established the accuracy simulation and test of the vehicle dynamics in instability area; (2) Solved the observation questions of the key nonlinear dynamics states, such as dynamics friction between the tire-road, vehicle side slip angle, the stability characteristics of speed; (3) Achieve the decouple control method of the driving torque and active brake pressure during the course of the strong driving,braking and steering maneuvering conditions; (4) Established an integrated controller between the decouple control method and the developed vehicle dynamics stability controller. In the studying, the high level papers are published, including the 11 papers indexed by SCI and 22 papers indexed by EI. Based on the latest control logic with the dynamics states measuring and the feedback controlling, the systematical delay, which is brought forward by the system response and actuator delay will decay the time and space for the vehicle to recovering stability for instable area. Therefore, the nonlinear transient dynamics and control methods of the vehicle in instability critical region will be studied systemically. Furthermore, investigation on the coupling mechanism between the tire forces and vehicle dynamics and the decoupling method will be carried out. A closed-loop predictive control for nonlinear transient dynamics of the vehicle-tire system will be expected to have a breakthrough. An effective tools for the analysis and control of the dynamics of the vehicle in the critical instability area would be obtained, the vehicle dynamics stability control will be extend from the stable and under-stable region to the unstable critical region, and the slip and rollover of the vehicle would be predicted and controlled. ?

在青年基金资助下,申请人在汽车失稳临界区域动力学稳定性理论和控制方法研究上获得的学术成绩有:(1)基于传感融合方法实现了失稳临界区域动力学高精度模拟与测量;(2)建立了大联合滑移下轮胎模型参数、路面动态附着,车身侧偏等状态的实时观测方法;(3)探索了强驱动/制动/转向工况发动机扭矩与制动的解耦控制方法;(4)实现了上述控制方法向稳定性控制器中的集成。发表SCI论文11篇,EI论文22篇,申请发明专利7项。研究中发现,基于状态传感加反馈的控制逻辑受系统响应与执行机构迟滞影响,难以保障失稳临界过程回复稳定的控制时间和空间。为此需系统地研究汽车失稳临界区域非线性瞬态动力学定量描述理论和预测控制方法;解决整车与轮胎动力学耦合机制与解耦控制难题,实现基于模型的整车稳定性与车轮稳定性的闭环预测控制。项目成果将为汽车临界失稳过程分析与控制提供有效工具,拓展动力学稳定性控制范围,防范侧滑/侧翻等致命事故。

项目摘要

汽车失稳临界区域瞬态非线性机理是研究高速车辆在随机操纵下动力学稳定性的基础,也是开展汽车主动安全控制干预方法研究的前提。汽车在一定的操纵条件下,进入失稳临界区域后,其体现出的迟滞、非线性为系统精确描述带来了极大的难度,且系统响应难以准确预测;基于状态测量反馈的控制机制因涉及到传感器水平、成本等因素制约,难以获取全部关键状态信息;在汽车稳定性主动控制方面,底层执行控制器受制于自身响应频率以及延迟等,失稳临界的控制效果提升亦是领域内的国际性难题。.在本项国家自然科学基金面上项目资助下,项目团队开展了汽车失稳临界区域非线性瞬态动力学定量描述理论和模型预测控制方法的攻关工作。从汽车非线性动力学行为量测入手,搭建了包括转向机器人、四轮六分力仪、轮胎侧偏角、差分GPS、整车CAN网络信息在内的实车动力学量测平台,研制出整车侧偏、侧倾、轮胎力、转向特征观测器,构建了整车4轮7自由度、15自由度缩减自由度模型,对照试验,实现了非线性动力学行为的数学建模、传感观测、相关控制执行器研制到汽车稳定性预测控制等四个方面开展工作,覆盖了项目任务书全部研究任务。.在项目支持下,研制出可实现汽车横摆、侧滑、侧偏三维度动力学稳定性预测控制的方法及其控制器软硬件,并集成到前期基金汽车动力学稳定性控制系统ESC相关成果中,目前正与长安、江淮、吉利等自主品牌汽车企业开展产业化转化工作。.在项目支持下,相继在IEEE Transaction、ASME Transaction、VSD、MSSP等领域高水平期刊上发表SCI论文18篇,EI论文22篇(含SCI/EI双检论文18篇),相关研究成果获授权国家发明专利7项。论文在国际同行中得到了较广泛引用评价,取得了较好学术影响。培养博士后、博硕士研究生一共8人。合作的博士后2人均获得国家博士后基金和自然基金青年基金项目。硕士研究生中2人获得清华大学优秀硕士论文。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
5

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020

李亮的其他基金

批准号:20904044
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51008167
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11375115
批准年份:2013
资助金额:96.00
项目类别:面上项目
批准号:50975141
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:82003573
批准年份:2020
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61771457
批准年份:2017
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:51675293
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81101328
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51778313
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81300306
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102649
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61571417
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61304235
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81672777
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51375236
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21073059
批准年份:2010
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:51178011
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:10704074
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400543
批准年份:2004
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50905092
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10905030
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81603508
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61571256
批准年份:2015
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:31801948
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61103130
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601461
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11403111
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21173180
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51878668
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81874429
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:11561067
批准年份:2015
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51902001
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11902002
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602338
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50306018
批准年份:2003
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81801607
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71402027
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21905132
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51274126
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50508002
批准年份:2005
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51505409
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51208057
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61773132
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11304113
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900071
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61402431
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21502116
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11775124
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51078359
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31872197
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51772197
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81302899
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81472787
批准年份:2014
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:51372159
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31101615
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31572231
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51609054
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51504239
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51208299
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

失稳临界区域汽车动力学状态实时观测与稳定性控制方法研究

批准号:50905092
批准年份:2009
负责人:李亮
学科分类:E0503
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

煤层底板突水的非线性动力学预测理论和预测模型研究

批准号:49672160
批准年份:1996
负责人:王延福
学科分类:D0702
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
3

区域性短期气候过程的非线性预测理论和方法研究

批准号:40035010
批准年份:2000
负责人:杨培才
学科分类:D0502
资助金额:130.00
项目类别:重点项目
4

斜坡失稳的广义临界位移准则与预测方法

批准号:41030750
批准年份:2010
负责人:秦四清
学科分类:D0705
资助金额:225.00
项目类别:重点项目