車輛主動(dòng)轉(zhuǎn)向和獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成控制研究.pdf

1、主動(dòng)安全一直是汽車行業(yè)的熱點(diǎn)，隨著電控系統(tǒng)的增加，以及主動(dòng)控制研究的突破性進(jìn)展，多個(gè)子控制系統(tǒng)在同一輛車上出現(xiàn)時(shí)，會(huì)使整車性能出現(xiàn)耦合疊加的問題。為了使得多個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)能夠獨(dú)立的發(fā)展各自的控制優(yōu)勢(shì)，通過底盤集成控制不僅可以使得動(dòng)力學(xué)之間的矛盾消除，而且還可以優(yōu)化整車行駛性能，從而提高各項(xiàng)性能的指標(biāo)。由于主動(dòng)轉(zhuǎn)向和獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩個(gè)系統(tǒng)都是未來發(fā)展的趨勢(shì)，此兩個(gè)系統(tǒng)的集成控制的研究對(duì)工程應(yīng)用具有重要的意義。本文從車輛動(dòng)力學(xué)理論的角度出發(fā)，針對(duì)車

2、輛主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在的矛盾與沖突，在保持兩個(gè)子系統(tǒng)功能前提下，以提高整車性能的目的來進(jìn)行集成控制研究。
　　(1)整車建模;針對(duì)某緊湊型車輛，通過CarSim軟件建模，并對(duì)實(shí)車進(jìn)行試驗(yàn)，使用所建立的模型與實(shí)車在相同的工況下，進(jìn)行有效性驗(yàn)證;進(jìn)行表明所建立仿真模型能夠表達(dá)整車的實(shí)際運(yùn)行工況;為了獲得相平面，建立8自由度整車模型，研究表明有效的與CarSim的整車模型對(duì)應(yīng)起來。
　　(2)車輛狀參數(shù)估計(jì);采用基于側(cè)向

3、加速度的算法獲得路面的附著系數(shù)，采用積分的方法獲得質(zhì)心側(cè)偏角的估計(jì)值，運(yùn)用質(zhì)心側(cè)偏角相平面研究。采用非線性理論獲得質(zhì)心側(cè)偏角-質(zhì)心側(cè)偏角速度β-(β)相平面，并對(duì)相平面進(jìn)行穩(wěn)定區(qū)域劃分，擬合摩擦系數(shù)、車速影響因素研究獲得穩(wěn)定邊界擬合方程。
　　(3)集成控制;以質(zhì)心側(cè)偏角相平面來設(shè)計(jì)集成控制的上層控制器，包含三個(gè)區(qū)域，分別是主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制區(qū)、混合控制區(qū)和獨(dú)立驅(qū)動(dòng)控制區(qū);當(dāng)相點(diǎn)在主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制區(qū)域內(nèi)時(shí)，進(jìn)行以橫擺角速度跟蹤的主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制

4、;當(dāng)在混合區(qū)域內(nèi)時(shí)，主動(dòng)轉(zhuǎn)向和獨(dú)立驅(qū)動(dòng)以一定的比例起作用;當(dāng)在穩(wěn)定區(qū)域外時(shí)，只有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)起作用。集成控制下層控制器包括主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制層和獨(dú)立驅(qū)動(dòng)控制層，都是通過相平面的穩(wěn)定區(qū)域，來進(jìn)行協(xié)調(diào)式集成控制;對(duì)于下層控制器，主動(dòng)轉(zhuǎn)向采用滑?？刂扑惴ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)通過二次規(guī)劃將驅(qū)動(dòng)力分配到各個(gè)輪胎上。
　　(4)通過在駕駛員開環(huán)控制，以及基于駕駛模擬器駕駛員在環(huán)控制，進(jìn)行集成控制算法的驗(yàn)證，基于該平臺(tái)對(duì)控制策略算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)及測(cè)試，對(duì)集成