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原创 爱的魔力转圈圈,基于carsim与simulink模拟仰望u8原地调头
原理也很简单,仰望u8是四轮驱动,四个轮子都单独由四个轮边电机驱动。主要我们将左右的车轮轮速控制成左右两边轮速相同,但是方向相反,则车就可以原地掉头。2、试验工况下,关闭制动和方向。需要模型的同学同样还是某宝店 <演示视频可以在以下这链接查看。carsim配置里需要注意。1、车要配置成四驱的。
2025-01-27 22:34:26
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原创 论文复现:四轮转向车辆后轮转角控制方法研究
顾名思义,四轮转向指的是四个轮子都能转向,都能转动。当驾驶员操作方向盘进行前轮转向时,后轮按照特定算法给出的转角跟着转动。电气化时代,为了能实现后轮转向,通常是在后轴上也安装一套转向电机,前轮转向和后轮转向电机通过一个控制器协同控制。正常情况下,前轮转角最大能达40°,而后轮转向后轮转角最大10°左右,转向上后轮是辅助。二、四轮转向的好处1、低速转弯时可以减少转弯半径在低速时,后轮转向处于反向模式,既转向角度与前轮相反。
2025-01-21 22:22:58
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原创 基于二自由度汽车模型的汽车质心侧偏角估计
在车辆坐标系中,质心侧偏角通常定义为质心速度方向与车辆前进方向的夹角。如下图所示,u为车辆前进方向,v为质心速度方向,u和v之间的夹角便是质心侧偏角。质心侧偏角的作用有如下三点:1、稳定性评估,转弯过程中,质心侧偏角可以反映车辆的姿态变化,过大或者过小都可能导致车辆失去稳定性,通过监控质心侧偏角,可以提高车辆在转弯时的稳定性。2、操控性优化,合适的侧偏角可以使车辆更容易控制,提高驾驶员对车辆的操控性和响应度。3、车辆姿态控制,质心侧偏角是很多车辆动态控制系统的重要输入参数,如。
2024-09-23 23:22:45
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原创 基于carsim的线控转向仿真--Hwa机械建模和手力跟踪
方向盘总成能够接收驾驶员转向指令和传递路感, 其结构主要包括方向盘、 路感模拟电机及减速器、 转角和转矩传感器等, 简化结构如下图所示。驾驶员通过方向盘施加驱动力矩,克服总成里的摩擦力,电机阻力,通过控制电机产生的阻力,便可以产生所谓的手感。因为线控转向里,方向盘跟路面没有直接关系,因此,驾驶员操纵方向盘的手感主要来源于电机产生的阻力矩。根据牛顿第二定律对方向盘总成和电机进行建模方向盘到转矩传感器部分模型:其中,--驾驶员施加在方向盘总成上的力矩;-- 方向盘转角;--路感电机转角;
2024-08-27 23:42:15
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原创 基于carsim的线控转向仿真(2)--齿条力观测
观测器更详细的介绍文章可以关注博主以下两篇文章本篇文章中,博主使用matlab提供的kalman函数,进行观测器设计。
2024-08-25 23:42:29
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原创 基于carsim的线控转向仿真(1)--carsim车辆模型目标角度跟踪
Rwa包括齿轮齿条机构、转向组件以及转向执行电机;如下图,电机输出轴通过齿轮减速增扭后,再经过一个半径为rp的小齿轮,直接带动齿条左右移动。齿条的移动通过转向摇臂,带动车轮转动,整套系统从电机的转动,转换为齿条的左右移动,再转换成车轮的左右摆动。
2024-06-16 08:01:44
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原创 史上最全的四分之一、半车再到全车7自由度常规悬架建模与仿真之一
汽车是一个复杂的振动系统,针对不同的需求进行不同的简化。在对悬架振动分析中,把汽车车身看做一个刚体,把驾驶员座椅和驾驶员拿掉;车身以下至车轮之间的橡胶垫,连接杆,弹簧等具有弹性和阻尼的元件,只保留弹簧和减振器;在车轮部分,由于车轮刚度跟车轮阻尼不是一个数量级的,所以忽略轮胎阻尼。这样下来,在我们平顺性分析中,汽车第一步就简化成了如下图所示:在这个模型中,四个轮和车身各自有上下垂跳的自由度,车身还具有俯仰(绕y轴转动),侧倾(绕x轴转动)两个方向的旋转自由度,总共是5+2=7个自由度,也就是7自由度模型。
2024-04-21 11:40:23
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原创 三个实例迅速掌握经典卡尔曼滤波用法
假设我们系统(线性的)的离散状态空间方程如下,其中,ABCD是状态矩阵,w(k)和v(k)分别代表过程噪声和系统噪声,假设过程噪声和测量噪声的房差分别为Q和R。在这个状态空间方程基础上,我们可以使用经典卡尔曼滤波器进行状态观测。
2024-04-14 21:21:41
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原创 从小车倒立摆系统看系统建模控制LQR+LQE仿真
拉格朗日方程是分析力学系统中描述系统动力学行为的一组方程,尤其是在经典力学中,它为研究复杂系统的动力学提供了一种非常强大和通用的框架。拉格朗日方程的核心概念是拉格朗日量L,它是系统动能T和势能V之差的函数,L=T-V。拉格朗日方程其中,qi是系统的广义坐标,在我们的小车倒立摆系统中,广义坐标就是水平运动的x轴,和小球摆动的θ轴;F为系统受到的广义力,在我们的小车倒立摆系统中,就是外力F和阻力。
2024-04-09 00:08:36
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原创 CDC控制仿真--综合实验,模型+代码
从0开始加速--匀速40Km/h--减速至0;:在道路65m~70m之间,有一个转向变道再回来的避障动作。C级路面,300m处,设置高30mm的减速带。
2024-03-05 20:07:58
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原创 过减速带控制效果优化
如上图所示,车辆以40km/h过减速带时,质心垂向加速度突然变化的同时,纵向加速度与侧向加速度也会引起突变。我们在之前文章里提到,侧向控制与纵向控制是根据侧向加速度与纵向加速度来做的,因此,过减速带时所引起的这两个加速度,应该把它排除在侧向与纵向控制之外,不让它影响到正常的控制。
2024-02-21 22:46:26
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原创 制动点头与加速抬头控制及与carsim联合仿真对比
通过这两篇文章,相信看过的肯定能很容易联想到,制动点头与加速抬头的控制,主要与纵向加速度强相关,控制策略方面,可以先尝试通过纵向加速度查表,得到目标电流。同样的直线加减速工况中,电流大的配置,提升加减速时车身姿态性能方面具有较大优势。在我们初步控制中,查表直接沿用侧倾控制的查表数据。以上两图是半主动悬架控制软件架构与联合仿真架构。控制性能有达到我们的预期。
2024-01-13 14:33:31
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原创 转向侧倾控制模块开发及与carsim联合仿真对比
同车速、同样转弯动作,侧倾性能依次为1600ma>Passive>0ma,这也很好理解,我们设定的cdc阻尼力,同等拉压速率下,电流越大,阻尼力越大,也即减振器越硬,相应的对车身支撑越好,对侧倾车体姿态变化抑制的效果也就越好。首先测试对比下最小电流与最大电流工况下,侧倾性能与原车被动减振器侧倾性能对比,性能指标为侧倾率。侧倾控制的套路与上一讲俯仰控制的套路差不多,前期单一模块开发,可以尝试根据某个指标进行查表,得到目标电流。初步开发的侧倾控制模块有取得预期的控制效果,侧倾率有降低。
2024-01-13 13:40:09
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原创 俯仰控制模块开发及与carsim联合仿真对比
上一讲中,我们介绍了垂向控制模块(SH)的搭建与联合仿真,介绍与carsim仿真的接口,这一讲我们在上一讲仿真平台基础上,进行俯仰模块的单独开发与仿真。在实际行车过程中,俯仰工况都是偏低频的,因此,我们管好图上前半段即可。单一工况初步开发仿真,可以先尝试根据俯仰率大小,直接查表得到目标电流。1.6A电流,过扫频路面,如下图,低频有提升,高频恶化。0A电流,过扫频路面,如下图,低频恶化,高频有提升。以上两图是半主动悬架控制软件架构与联合仿真架构;结果如下两图所示,低频有提升,高频无恶化。
2024-01-10 22:30:45
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原创 SH垂向控制模块开发及与carsim联合仿真对比
整个cdc-carsim仿真工程框架大致如上图所示,carsim提供整车模型,实时输出加速度,角速度等传感器信号;simulink模型根据传感器信号的数据,各个控制模块依次计算需求电流。由于carsim车辆模型没有带cdc减振器,只提供了减振器阻尼力的接口,因此,在各个模块加权计算出需求电流后,仿真模型多一步查表,查出阻尼力,再反馈回给carsim。
2024-01-03 22:19:25
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原创 如何使用simulink进行二维逆查表
由于我们的数据有正有负,速度为正则数据都为正,速度为负则数据都为负,且数据的绝对值都符合电流越大,绝对值越大的规律,我们可以按照上图模型所示处理办法,确保输出的数据都是从小到大排列。下图所示是一张二维表,内容是可调阻尼减振器的速度--电流--阻尼力曲线,当已知减振器当前的拉压速度(mm/s)和减振器电磁阀当前的电流值,便可以查表得出减振器当前时刻能提供的阻尼力值。同样,这里也要注意下电流的顺序和逆序。2、经过第一步以后,知道了该速度下,每个电流下的力值,接着我们要确定,实际的力值这一系列力中所处的位置。
2023-12-24 14:35:26
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原创 整车运动解算及与carsim仿真对比
开篇的一点说明,之前博客说运动解算按照3个车身加速度+4个高度传感器的方案来做,最近又看了一些讲座介绍,说考虑成本,更加倾向于六轴IMU+4个高度传感器的方案,因此,本篇博客便以六轴IMU+4个高度传感器的方案来介绍。
2023-12-17 09:52:58
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原创 基于巴特沃斯的数字低通滤波器设计
巴特沃斯低通滤波器的幅度二次方函数如下:式中,n为阶数,为滤波器的截止频率,单位是rad/s;当输入信号的频率时,有, 输出与输入的幅值比即为,也即-3db,我们通常说的低通滤波器的截止频率,即幅值衰减为0.707时的频率;不同阶数的幅频特性曲线如下:从图上可以看出巴特沃斯滤波器具有以下几个特点:1、幅值函数是单调递减的,在处,具有最大的幅值2、在处,,即比下降了3dB;3、当趋于无穷时,幅值比趋近于0.
2023-11-16 20:52:34
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原创 CDC控制中传感器介绍
车身高度传感器外形大致如下所示,本质上就是一个角度传感器,接插件中有电源、地和链接ECU的信号线,给ECU输出PWM波。高度传感器在车上的安装位置如下图所示,一般安装在悬架摆臂与车身之间,配置有空簧和CDC的车辆,一般四个悬架都会标配安装有4个高度传感器。
2023-11-13 23:29:22
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原创 几种CDC传感器方案介绍
只要想运用天棚控制算法来提高平顺性,避免不了需要知道车的四个车轮位置的减振器压缩速度,记为Vd和对应的车身速度垂跳速度,记为Vs;车身垂跳速度:由IMU垂向加速度结合三轴角速度,分解得到车四个角的垂向加速度和垂向速度;车身垂跳速度:由IMU垂向加速度结合三轴角速度,分解得到车四个角的垂向加速度和垂向速度;减振器压缩速度:由估算的车身垂向速度与采集的车轮垂向加速度计算得到;3、侧倾控制:侧倾角或侧倾角速度或侧倾角加速度,或侧向加速度;侧倾角/侧倾角速度/侧倾角加速度: 传感器采集处理得到;
2023-11-07 21:37:23
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原创 半主动悬架软件架构
Autosar= Automotive Open System Architecture,汽车开发系统架构的意思。直白一点的讲就是把基础软件做一个封装,标准化接口,标准化代码,目标是做一套标准化代码,使得一套代码打天下,一套代码适用所有产品,用户精力就集中在应用开发,其它交给autosar;用户在移植到不同平台时候只要使用配置工具改改配置参数,导导文件,点击一键生成然后就生成了底层基础软件代码。看起来是不是很没技术含量,从业小伙伴们自嘲他们只是"点一点工程师";其实不然,里面大有门道。
2023-11-04 16:30:54
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原创 LQG算法原理及仿真
LQG本质上还是LQR和状态反馈,大家可以先看看上面这篇博客。LQG:随机线性最优控制系统,应用随机线性最优控制理论,对系统有几点要求:1)受控对象是线性的(Linear);2) 系统的性能指标要以二次型的形式表达(Quadratic);3) 系统输入为高斯分布的白噪声(Gaussian distributed white noise);4) 系统的状态均为可测。
2023-10-18 22:32:29
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原创 天棚控制算法原理及仿真
天棚控制算法思想最早是由一个外国人Karnopp在1974年最早提出来的,为了有效减轻路面颠簸对车身的影响,为了最大程度将车身与路面解耦,他设想有一个减振器,直接一端链接天空,另一端链接车身;这个减振器的阻尼力方向与车身运动方向相反,恰好能使得车身保持在水平位置不动;这样,就算路面再怎么颠簸,都不会影响到车身,如下图所示:按照他的设想,四分之一车悬架动力学模型就变成下面这样子;当然,这个设想是理想化,不可能实现的,现实中减振器都是按照在车轮与车身之间,不可能按照在天空与车身之间。
2023-08-20 18:11:11
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原创 七自由度模型搭建与仿真
如上图所示的独立悬架7自由度整车模型,假定车身是一个刚体,车辆在水平面上做匀速直线运动,车身具有上下跳动、俯仰和侧倾三个自由度,四个车轮各自都有一个上下跳动的自由度,加起来总共有7个自由度,所以称为简化的7自由度悬架振动模型。7、按照先后顺序,整理下这几个模块,取缔掉一些goto,信号合并为总线输出的形式,稍作整理。5、搭第四组方程,侧倾运动,第4步和第5步很多是可以从第三步复制过来的。ZbA,ZbB,ZbC,ZbD:前后左右四个角落车身位移。2、搭第一组方程,四个角落的位移,输出都已经有了。
2023-08-10 23:32:13
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原创 汽车悬架基础知识图解
如果只有弹簧而没有减震器,假设突然受到一个路面冲击,悬架会不断震动下去,持续很久,如下图左所示;而加入减震器后,情况则不一样了,如图右所示,减震器力的大小与压缩拉伸速度成正比,F=c*v,可以耗散衰减弹簧瞬态的冲击力。如下图所示,一个弹簧和一个直筒般的东西(减震器),外加链接车身的连杆和衬套等零件,便组成了汽车悬架。根据悬架结构形式、连接件形式,悬架可以分为很多种类,如双叉臂悬架、麦弗逊悬架、独立悬架、扭力梁悬架等非常多种悬架,这里我们不再赘述,我们更关心的是电控方面的问题。
2023-07-16 10:12:32
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原创 小白学习simulink建模开发,看这篇就够了,从入门到能够搭建完整的系统模型
simulink/stateflow基础操作,系统模型搭建,代码生成。
2023-07-15 20:28:16
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双质量二自由度悬架simulink仿真模型,时域分析频域分析
2023-07-30
二自由度悬架传递函数-多阻尼对比
2023-07-30
随机路面生成,功率谱密度分析对对比
2023-07-30
MBD开发,Simulink/Stateflow建模开发,基础操作,FCW碰撞预警模型搭建,代码生成
2023-07-16
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