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)生爆胎是十分危險的狀況，會給人們的生命財產(chǎn)造成巨大的損失，目前，國內(nèi)外對車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)的研究多集中于對車身的穩(wěn)定性控制，而對爆胎車輛的穩(wěn)定控制研究較少?？紤]到車輛的爆胎過程是一個復(fù)雜的非線性過程，輪胎的力學(xué)特性會發(fā)生非?？斓淖兓?，進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究都非常困難，本文通過對爆胎車輛運(yùn)動特性的分析，建立并驗(yàn)證了仿真模型，設(shè)計了爆胎車輛穩(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，并且能夠縮短制動距

2、離。論文主要研究內(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)對車輛運(yùn)動方程的分析，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)動狀態(tài)，七自由度模型模擬爆胎車輛的運(yùn)動狀態(tài)，通過對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算輪胎力。根據(jù)車輛運(yùn)動學(xué)公式，在MATLAB/Simulink中搭建車輛仿真模型，同時利用專業(yè)的車輛動力學(xué)仿真

3、軟件ADAMS/Car和CarSim建立車輛模型，通過對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)計和仿真。主要內(nèi)容有：通過對比質(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方式，通過制動力分配來實(shí)現(xiàn)對爆胎車輛的穩(wěn)定性控制。針對爆胎的非線性、時滯性特點(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，并且能夠縮短制動距離。
　　論文的創(chuàng)新點(diǎn)包括三個方面：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、有效滾動半徑、接地