基于adams和matlab的汽車esp聯(lián)合仿真

1、基于ADAMS和MATLAB的汽車ESP聯(lián)合仿真仇建華，張永輝，王鑫(西安航空技術(shù)高等?？茖W校車輛與醫(yī)電工程系陜西西安710077)摘要摘要：用ADAMsCar建立了汽車整車模型，用MAILABSMULINK建立汽車二自由度模型，得到反映不同車速和轉(zhuǎn)角下汽車理想橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角，然后建立ADAMsCar和MAILABSMULINK的通信聯(lián)系，在MAILABSMULINK環(huán)境下建立模糊控制的仿真模型，進行汽車ESP系統(tǒng)的仿真研究。仿

2、真結(jié)果表明：ESP系統(tǒng)控制可以改善了汽車行駛穩(wěn)定性，提高汽車行駛安全性。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：ESP；ADAMsCar；MAILAB；模糊控制；聯(lián)合仿真中圖分類號中圖分類號：U461.91文獻標識碼文獻標識碼：A文章編號文章編號：16720032（2010）03001204ESP即電子穩(wěn)定系統(tǒng)，是當前汽車主動安全裝置的最高形式。它是在汽車自動防抱動系統(tǒng)ABS和驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)ASR基礎上加以系統(tǒng)控制，具有對制動力、驅(qū)動力進行自動補償和修正的綜合

3、控制效果。汽車ESP系統(tǒng)能主動分析、判斷汽車各種運行狀態(tài)，并能夠糾正駕駛錯誤，能在汽車極限運行的情況下自動輔助駕駛員控制汽車，尤其是在高速行駛時，對汽車橫向穩(wěn)定性有著很好的控制作用，能最大可能的保證汽車的行駛安全。國外很多中高級轎車把ESP系統(tǒng)作為標準配置，國內(nèi)裝配率比較低。只有少數(shù)汽車廠和高校對ESP系統(tǒng)的控制方法進行了研究。本文以某型后驅(qū)轎車為研究對象，利用ADAMsCar和MAILABSMULINK對汽車進行聯(lián)合仿真研究，基于AD

4、AMsCar建模的優(yōu)點，不需要建立數(shù)學模型，建立了直觀的三維汽車模型，能夠比較真實地反映出汽車的動力學特性，仿真結(jié)果具有可信性。1建模建模1.1整車動力學模型整車動力學模型用ADAMsCar建立某后橋驅(qū)動轎車的整車動力學模型，如圖1所示。若需要建立的子模型有：前懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、發(fā)動機、前后輪、制動系統(tǒng)等。建模后，一般通過道路虛擬實驗法來檢驗模型的正確與否，通常采用的實驗方法有：移線實驗、蛇形實驗、瞬態(tài)響應實驗、穩(wěn)態(tài)響應實驗等。該模型經(jīng)過

5、移線試驗證明是正確的。2控制策略及仿真控制策略及仿真ESP系統(tǒng)的控制過程是通過各種傳感器(車速傳感器、橫擺角速度傳感器等)獲得汽車的實際運動狀態(tài)與由汽車參考模型得到的理想?yún)?shù)值做比較判斷汽車是否處于行駛穩(wěn)定狀態(tài)從而控制汽車的運動。當實際側(cè)向力與理想汽車模型計算出的側(cè)向力存在一定偏差時則實際橫擺角速度和實際質(zhì)心側(cè)偏角與理想汽車模型計算的參考橫擺角速度和參考質(zhì)心側(cè)偏角之間存在一定偏差若偏差值在允許范圍之內(nèi)認為汽車的行駛狀態(tài)穩(wěn)定若偏差值超過允

6、許的范圍就需要對汽車進行控制。ESP系統(tǒng)控制的目標有2個即保持汽車理想軌跡和穩(wěn)定性控制對于軌跡問題可以用質(zhì)心側(cè)偏角來描述而對于穩(wěn)定性可以用橫擺角速度來描述。在設計控制器時可以使用其中1個參數(shù)作為控制量也可以2個參數(shù)都作為控制量。本文同時采用2個參數(shù)作為輸入控制量。2.1模糊控制器設計模糊控制器設計如圖3所示二維模糊控制器的輸入變量為實際橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角與汽車參考模型輸出的參考橫擺角速度及質(zhì)心側(cè)偏角之間的誤差e以及誤差變化率。制動力

7、矩作為模糊控制器的輸出變量控制器根據(jù)輸入量的變化計ceTM算出所需的制動力矩的大小最后通過制動力分配系統(tǒng)傳遞給各個車輪的控制器。圖3模糊控制器2.2聯(lián)合仿真控制系統(tǒng)設計聯(lián)合仿真控制系統(tǒng)設計將ADAMSControls導出的文件導入到MATLAB當前的工作目錄下在MATLAB軟件中調(diào)取ADAMSCAR子系統(tǒng)模型再加入模糊控制系統(tǒng)即建立聯(lián)合仿真控制系統(tǒng)的模型。此模型通過質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度2個變量進行聯(lián)合反饋控制如圖4所示圖中Add為加權(quán)