提高汽車操縱穩(wěn)定性和主動(dòng)安全性的研究.pdf

1、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)是在兼容了汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)和汽車牽引力控制系統(tǒng)(TCS)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,旨在使車輛能按照駕駛員意圖行駛,防止車輛失穩(wěn)的一項(xiàng)新型主動(dòng)安全技術(shù),是當(dāng)今汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展和成本的降低,將很有可能全面取代ABS成為現(xiàn)代汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。在國(guó)外,汽車穩(wěn)定性控制在最近幾年迅速發(fā)展,已開(kāi)始裝備于中、高檔轎車。而我國(guó)在此領(lǐng)域的研究才剛剛起步,現(xiàn)在開(kāi)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車穩(wěn)定性控制這項(xiàng)

2、研究有深刻的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文在借鑒國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上,圍繞自主開(kāi)發(fā)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)這一主題,就汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)建模、控制器的設(shè)計(jì)、故障診斷算法、硬件在環(huán)仿真技術(shù)等方面展開(kāi)研究。全文共分為六章。
　　 第一章為緒論,介紹了本文研究的背景與意義,汽車穩(wěn)定性控制的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),工作原理與結(jié)構(gòu)功能,及混合仿真技術(shù)的應(yīng)用,并概括了本文研究的主要內(nèi)容。
　　 第二章研究汽車輪胎的建模

3、。提出了基于支持向量機(jī)(SVMs)回歸估計(jì)算法的輪胎建模方法。在輪胎ISO坐標(biāo)系中,建立了單一工況(純縱滑、純側(cè)偏)和聯(lián)合工況(縱滑-側(cè)偏)下的SVMs輪胎模型。與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的輪胎模型進(jìn)行了比較,研究表明SVMs輪胎模型能夠準(zhǔn)確的表達(dá)輪胎的非線性動(dòng)力學(xué)特性,尤其是它的良好的泛化性能更適合于復(fù)雜工況的汽車動(dòng)力學(xué)研究。
　　 第三章建立了汽車穩(wěn)定性控制的數(shù)學(xué)模型。研究了“魔術(shù)公式”PAC2002輪胎模型,建立的8自由度車輛動(dòng)力

4、學(xué)模型應(yīng)用于汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的仿真。以“魔術(shù)公式”為參考輪胎模型,典型工況仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了SVMs輪胎模型在車輛動(dòng)力學(xué)仿真中的有效性和準(zhǔn)確性。
　　 第四章進(jìn)行了汽車穩(wěn)定性控制器的設(shè)計(jì)?；谏鲜瞿Ｐ?以車輛的質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度作為控制目標(biāo)?？刂葡到y(tǒng)的串級(jí)結(jié)構(gòu)包括橫擺力矩控制器和輪滑移控制器。研制開(kāi)發(fā)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)電子控制單元(ECU,Electronic ControlUnit),建立了硬件在環(huán)的仿真試驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)幾種典型

5、的工況下的車輛響應(yīng)進(jìn)行了純數(shù)字仿真和硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)。在多種行駛工況和路況改變時(shí),控制系統(tǒng)仍能顯示良好的魯棒性,明顯的改善了汽車的操縱穩(wěn)定性。
　　 第五章提出了汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)傳感器故障診斷方法。提出了一種選擇工作集的新算法,結(jié)合SVMlight算法和DAGSVM方法建立了支持向量機(jī)多分類器DAGSVMlight。構(gòu)造傳感器故障的解析冗余產(chǎn)生殘差,應(yīng)用DAGSVMlight作為殘差分類器獲得故障結(jié)果。結(jié)果表明基于支持向量機(jī)的

6、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的傳感器故障診斷方法是有效可行的,有助于增強(qiáng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的主動(dòng)安全性和可靠性。
　　 第六章對(duì)全文的工作進(jìn)行了總結(jié),并指出進(jìn)一步的研究工作。
　　 本文圍繞汽車穩(wěn)定性控制問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。從基本的輪胎建模出發(fā),建立車輛動(dòng)力學(xué)模型,設(shè)計(jì)了汽車穩(wěn)定性控制器和傳感器故障診斷方法。硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)證明本文的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是有效的,可望應(yīng)用于實(shí)際汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)中。
　　 概括地說(shuō),本文在以下幾

7、個(gè)方面有所創(chuàng)新:
　　 (1)提出了輪胎建模新方法。本文提出的SVMs輪胎模型有較強(qiáng)的泛化能力,能夠準(zhǔn)確的表達(dá)輪胎的非線性動(dòng)力學(xué)特性。
　　 (2)建立了汽車穩(wěn)定性控制的數(shù)學(xué)模型。以“魔術(shù)”公式為參考輪胎模型,研究了SVMs輪胎模型在8自由度的車輛動(dòng)力學(xué)仿真中的應(yīng)用。典型工況仿真試驗(yàn)驗(yàn)證SVMs輪胎模型在車輛動(dòng)力學(xué)仿真中是有效準(zhǔn)確的。
　　 (3)設(shè)計(jì)了汽車穩(wěn)定性控制器,硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的改