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)實時調(diào)整車輛的運行狀態(tài)，使車輛能夠按照駕駛員的意圖行駛，并防止車輛失穩(wěn)的汽車主動安全裝置，是當前國際上汽車主動安全領(lǐng)域的研究熱點。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)代汽車的標準裝備。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，開展這項研究具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應用前景。 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)定性控制的力學原理分析、控制算法設(shè)計以及控制效果評價等方面進行了詳細論述。 首先，論文在分析H.B.Pacejka教授提出的魔術(shù)公式基礎(chǔ)上，進一步完善了全工況輪胎力學模型，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)行駛能力，從而改善汽

3、車操縱穩(wěn)定性的機理，為汽車穩(wěn)定性控制提供了理論基礎(chǔ)。 最后，運用滑模變結(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控制變量分別提出三種具有針對性的控制策略，在Simulink仿真平臺上，對帶有汽車穩(wěn)定性控制器和不帶汽車穩(wěn)定性控制器的車輛模型進行了仿真研究；對不同工況下汽車穩(wěn)定性控制策略的具體應用及車速、轉(zhuǎn)向特性和控制參數(shù)等因素對控制品質(zhì)的影響進行了研究。 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。對仿真結(jié)果的

4、比較分析表明：在低附著路面上應以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，應根據(jù)實際車輛響應參數(shù)來決定到底應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，克服了單獨橫擺角速度控制時質(zhì)心側(cè)偏角過大，以及單獨質(zhì)心側(cè)偏角控制時對理想橫擺角速度跟蹤不好的缺點，因而優(yōu)勢明顯，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