汽車電動助力轉向與穩(wěn)定性控制系統(tǒng)集成控制關鍵技術研究.pdf

1、近年來汽車作為運載工具在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展和普及，并迅速朝著智能電子化的方向發(fā)展。汽車電動助力轉向系統(tǒng)(Electronic power steering system，EPS)和汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(Electronic Stability Program，ESP)作為轉向和制動領域內(nèi)廣泛應用的電控系統(tǒng)，兩者之間的集成控制問題是研究的熱點。本文針對汽車電動助力轉向與穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的集成控制開展深入的理論與試驗研究。
　　論文首先回

2、顧EPS和ESP系統(tǒng)的發(fā)展，介紹兩系統(tǒng)的基本工作原理，總結目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并引出汽車底盤集成控制問題的研究方向。
　　根據(jù)轉向系統(tǒng)的機械和電氣結構，建立EPS系統(tǒng)的輸入、輸出模型。綜合考慮汽車在原地轉向、中低速轉向時的轉向輕便性能、中高速轉向時的操縱穩(wěn)定性以及路感方面的要求，設計了EPS多模式控制策略和方法，分別對助力模式、回正模式、阻尼模式、跛行模式進行建模仿真分析。
　　根據(jù)集成系統(tǒng)的傳感器配置，提出了基于回正力矩

3、的路面附著系數(shù)估計方法，并采用非線性觀測器對汽車的縱側向速度進行觀測，為ESP系統(tǒng)提供必要的狀態(tài)參數(shù)估計。針對汽車在極限失穩(wěn)工況時，汽車的實際模型與線性二自由度模型發(fā)生較大偏差，常規(guī)的線性控制器無法達到最佳的效果，設計的橫擺力矩控制器采用基于輸出反饋的非線性H∞控制。
　　在分析EPS系統(tǒng)和ESP系統(tǒng)之間相關性的基礎上，對集成控制的架構進行了設計，即采用分層集成控制架構。在考慮汽車行駛過程中的轉向輕便性和操縱穩(wěn)定性之間耦合作用的基

4、礎上，從轉向輕便性、操縱穩(wěn)定性的角度出發(fā)，通過決策分配設計集成控制規(guī)則，運用模糊控制的方法設計了EPS/ESP集成控制的上層決策控制器。
　　在對比研究國內(nèi)外駕駛員在環(huán)試驗臺的基礎上，采用基于NI PXI與DYNAware的集成系統(tǒng)駕駛員在環(huán)試驗臺的解決方案，使用DYNAware提供的三維動畫DYNAanimation組建了完整的“人—車—環(huán)境”閉環(huán)駕駛環(huán)境。依據(jù)自行設計搭建的集成系統(tǒng)駕駛員在環(huán)試驗平臺以及實車試驗，對提出的EPS