汽車穩(wěn)定性控制策略研究與仿真.pdf

1、汽車穩(wěn)定性控制是通過車載控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整車輛的運(yùn)行狀態(tài)，使車輛能夠按照駕駛員的意圖行駛，并防止車輛失穩(wěn)的汽車主動(dòng)安全裝置，是當(dāng)前國際上汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著控制技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)成本的降低，將很有可能全面替代ABS成為現(xiàn)代汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。在國外，最近幾年汽車穩(wěn)定性控制得到了快速地發(fā)展，已經(jīng)開始在中、高級(jí)轎車上大量裝備；而我國在此領(lǐng)域的研究剛剛起步，開展這項(xiàng)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。 本文圍繞著自主開發(fā)汽車穩(wěn)

2、定性控制系統(tǒng)這一主題，在借鑒國外研究成果的基礎(chǔ)上，就汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)建模、汽車穩(wěn)定性控制的力學(xué)原理分析、控制算法設(shè)計(jì)以及控制效果評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了詳細(xì)論述。 首先，論文在分析H.B.Pacejka教授提出的魔術(shù)公式基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善了全工況輪胎力學(xué)模型，并建立了輪胎附著極限下汽車穩(wěn)定性控制的數(shù)學(xué)模型，為控制系統(tǒng)的仿真研究奠定了模型基礎(chǔ)。 其次，說明了直接橫擺力偶矩控制法提高極限工況下彎道加速(或制動(dòng))行駛能力，從而改善汽

3、車操縱穩(wěn)定性的機(jī)理，為汽車穩(wěn)定性控制提供了理論基礎(chǔ)。 最后，運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)控制理論，基于質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度這兩個(gè)控制變量分別提出三種具有針對(duì)性的控制策略，在Simulink仿真平臺(tái)上，對(duì)帶有汽車穩(wěn)定性控制器和不帶汽車穩(wěn)定性控制器的車輛模型進(jìn)行了仿真研究；對(duì)不同工況下汽車穩(wěn)定性控制策略的具體應(yīng)用及車速、轉(zhuǎn)向特性和控制參數(shù)等因素對(duì)控制品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究。 仿真結(jié)果證明了該汽車穩(wěn)定性控制算法的有效性和魯棒性。對(duì)仿真結(jié)果的

4、比較分析表明：在低附著路面上應(yīng)以β控制為主，以控制過大的質(zhì)心側(cè)偏角；在高附著路面上應(yīng)以γ控制為主，從而抑制較大的側(cè)向加速度；而在中等附著路面上，應(yīng)根據(jù)實(shí)際車輛響應(yīng)參數(shù)來決定到底應(yīng)該采用何種控制策略。由于聯(lián)合控制策略綜合考慮了質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度之間相互耦合的關(guān)系，克服了單獨(dú)橫擺角速度控制時(shí)質(zhì)心側(cè)偏角過大，以及單獨(dú)質(zhì)心側(cè)偏角控制時(shí)對(duì)理想橫擺角速度跟蹤不好的缺點(diǎn)，因而優(yōu)勢(shì)明顯，聯(lián)合控制策略下的車輛具有最佳的操縱穩(wěn)定性。 本文的研究