汽車(chē)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性橫擺力矩和主動(dòng)轉(zhuǎn)向聯(lián)合控制策略的仿真研究.pdf

1、現(xiàn)代汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)是“安全、節(jié)能、環(huán)保”，汽車(chē)主動(dòng)安全性問(wèn)題是影響道路交通安全狀況的一個(gè)重要方面，而汽車(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)是提高汽車(chē)主動(dòng)安全性的有效措施，也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎工況下的行駛和制動(dòng)穩(wěn)定性，利用橫擺力矩和主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制技術(shù)進(jìn)行汽車(chē)穩(wěn)定性控制，結(jié)合模糊控制和Fuzzy-PID控制理論，確定相關(guān)的控制策略和控制算法，對(duì)兩種控制模式單獨(dú)控制和聯(lián)合控制機(jī)理進(jìn)行了研究，為提高汽車(chē)穩(wěn)定性集成控制提供了一定的研究思路。

2、 論文從車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的本質(zhì)出發(fā)，在已有的輪胎實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法得到輪胎力模型的多維空間特性曲面，分析了汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)輪胎垂直載荷和側(cè)偏角變化對(duì)制動(dòng)力的影響，提出了根據(jù)特性曲面尋求輪胎最佳滑移率的控制策略，并對(duì)汽車(chē)彎道制動(dòng)狀況進(jìn)行了仿真研究，驗(yàn)證了汽車(chē)彎道制動(dòng)滑移率最優(yōu)控制策略相比滑移率固定制動(dòng)具有更好的制動(dòng)效果。 針對(duì)汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的側(cè)向路徑偏離狀況，根據(jù)偏離量大小，利用橫擺力矩和主動(dòng)轉(zhuǎn)向兩種控制模式分別

3、進(jìn)行汽車(chē)制動(dòng)穩(wěn)定性控制，確立了兩種控制模式下的控制策略和控制算法，設(shè)計(jì)了模糊控制器，根據(jù)輪胎最優(yōu)滑移率變化狀況，對(duì)模糊輸出變量論域的大小按照動(dòng)態(tài)比例系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)調(diào)整，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的基于橫擺力矩和前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向的模糊控制方法能提高汽車(chē)制動(dòng)穩(wěn)定性和路徑跟蹤能力。 依據(jù)非線(xiàn)性輪胎模型和整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，分析了橫擺力矩和前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制模式對(duì)汽車(chē)過(guò)多和不足轉(zhuǎn)向的控制特性，選擇魯棒性強(qiáng)的非線(xiàn)性Fuzzy-PID控制技術(shù)進(jìn)行汽車(chē)穩(wěn)定

4、性控制，設(shè)計(jì)了Fuzzy-PID控制器，利用汽車(chē)?yán)硐肽Ｐ偷臋M擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角作為控制系統(tǒng)跟蹤對(duì)象，車(chē)輪制動(dòng)力和前輪疊加轉(zhuǎn)角作為控制輸出，以輪胎最優(yōu)滑移率控制方法進(jìn)行橫擺力矩穩(wěn)定性控制，以前輪疊加轉(zhuǎn)向進(jìn)行主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制，按照兩種控制模式各自的控制策略分別進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了Fuzzy-PID控制系統(tǒng)能使汽車(chē)具有良好的操縱穩(wěn)定性。 針對(duì)橫擺力矩和主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制方法聯(lián)合控制時(shí)的耦合作用，采用對(duì)兩個(gè)子控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制來(lái)提高整車(chē)性能

5、，提出了前饋和反饋相結(jié)合的控制策略來(lái)跟蹤理想模型，依據(jù)兩種控制模式不同的適用工況，設(shè)計(jì)了聯(lián)合控制雙模糊控制器，確定了子控制系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制策略和切換邏輯；以橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角作為控制器輸入，以車(chē)輪制動(dòng)力和前輪疊加轉(zhuǎn)角作為控制器輸出，通過(guò)調(diào)節(jié)雙模糊控制器之間的權(quán)重系數(shù)來(lái)平衡控制系統(tǒng)的聯(lián)合控制效能；對(duì)汽車(chē)角階躍輸入和變車(chē)道輸入工況下的穩(wěn)定性控制進(jìn)行了仿真，并利用李雅普諾夫和相平面法研究了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了李雅普諾夫離散