基于模糊PI控制器的爆胎車輛穩(wěn)定性控制研究.pdf

1、高速行駛中的車輛發(fā)生爆胎是十分危險(xiǎn)的狀況，會(huì)給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失，目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研究多集中于對(duì)車身的穩(wěn)定性控制，而對(duì)爆胎車輛的穩(wěn)定控制研究較少?？紤]到車輛的爆胎過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的非線性過(guò)程，輪胎的力學(xué)特性會(huì)發(fā)生非?？斓淖兓?，進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究都非常困難，本文通過(guò)對(duì)爆胎車輛運(yùn)動(dòng)特性的分析，建立并驗(yàn)證了仿真模型，設(shè)計(jì)了爆胎車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明，模糊PI控制器能夠很好的控制爆胎車輛穩(wěn)定性，并且能夠縮短制動(dòng)距

2、離。論文主要研究?jī)?nèi)容分為兩大部分：
　　第一部分可以概括為模型的建立和驗(yàn)證。主要內(nèi)容有：根據(jù)對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)方程的分析，建立了二、七自由度車輛模型，以二自由度模型表示理想的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，七自由度模型模擬爆胎車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)對(duì)比分析各種輪胎模型的特性，本文以輪胎刷子模型為基礎(chǔ)建立了爆胎輪胎模型，并將其運(yùn)用到七自由度車輛模型中計(jì)算輪胎力。根據(jù)車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，在MATLAB/Simulink中搭建車輛仿真模型，同時(shí)利用專業(yè)的車輛動(dòng)力學(xué)仿真

3、軟件ADAMS/Car和CarSim建立車輛模型，通過(guò)對(duì)比三種軟件仿真車輛雙移線實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，驗(yàn)證了Simulink中建立模型的準(zhǔn)確性。
　　第二部分概括為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。主要內(nèi)容有：通過(guò)對(duì)比質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度兩種車輛穩(wěn)定性控制方案，根據(jù)對(duì)爆胎車輛的仿真和相平面分析，選取車輛橫擺角速度值作為被控變量，控制策略選取差別制動(dòng)方式，通過(guò)制動(dòng)力分配來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)爆胎車輛的穩(wěn)定性控制。針對(duì)爆胎的非線性、時(shí)滯性特點(diǎn)，控制算法采用模糊控制，考

4、慮到模糊控制缺少積分環(huán)節(jié)，控制欠細(xì)膩，因此，在模糊控制器的基礎(chǔ)上“串聯(lián)”了 PI控制器。根據(jù)前期建立的模型和控制系統(tǒng)，仿真車輛在高速直行情況下前輪和后輪發(fā)生爆胎后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，仿真結(jié)果表明，模糊PI控制器的控制效果要比模糊控制器的控制效果好，設(shè)計(jì)的模糊PI控制系統(tǒng)能夠很好的控制爆胎車輛的穩(wěn)定性，并且能夠縮短制動(dòng)距離。
　　論文的創(chuàng)新點(diǎn)包括三個(gè)方面：第一是利用輪胎刷子模型建立了爆胎輪胎模型，該模型可以反映輪胎的剛度、有效滾動(dòng)半徑、接地