基于差動(dòng)制動(dòng)的汽車防側(cè)翻控制研究.pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，車輛安全問題成為日益關(guān)注的主題。其中汽車側(cè)翻問題產(chǎn)生的影響深遠(yuǎn)，對(duì)人員財(cái)產(chǎn)安全形成極大威脅。基于差動(dòng)制動(dòng)的防側(cè)翻控制所需的硬件成本較低，無需加裝昂貴的傳感器及執(zhí)行器，成為防側(cè)翻控制領(lǐng)域中相關(guān)研究的首要選擇。本文對(duì)車輛防側(cè)翻問題進(jìn)行了相關(guān)研究，包括車輛動(dòng)力學(xué)模型的建立、車輛穩(wěn)定性控制器的設(shè)計(jì)、車身狀態(tài)觀測(cè)器的搭建以及防側(cè)翻控制算法的開發(fā)。
　　首先，建立了四輪四自由度車輛模型，包括車輛的車身縱向運(yùn)

2、動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)、橫擺運(yùn)動(dòng)、側(cè)傾運(yùn)動(dòng)，同時(shí)考慮了車輛運(yùn)動(dòng)過程中的垂向載荷變化及橫向載荷轉(zhuǎn)移。輪胎模型采用魔術(shù)公式，同時(shí)加入了附著橢圓對(duì)橫縱向力的修正。
　　其次，開發(fā)了車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，主要包括的模塊：控制器主控單元、輪速處理模塊、電源供電模塊、電機(jī)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、通訊模塊、組合傳感器測(cè)量模塊等。進(jìn)行了原理圖設(shè)計(jì)及PCB板布線設(shè)計(jì)，優(yōu)化了布線空間及板層規(guī)劃，考慮了電磁兼容性和環(huán)境可靠性。
　　再次，搭建了車輛狀態(tài)觀測(cè)器，對(duì)

3、車輛側(cè)偏角、側(cè)傾角進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。結(jié)合傳統(tǒng)的擴(kuò)展卡爾曼濾波，引入基于權(quán)重系數(shù)的融合算法，并通過遺傳算法對(duì)等效側(cè)傾剛度和等效側(cè)傾阻尼進(jìn)行最優(yōu)化。通過CarSim和Matlab/Simulink聯(lián)合仿真，在高附和低附條件下檢驗(yàn)了觀測(cè)算法的估算效果，并最終通過實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證了該車輛狀態(tài)觀測(cè)器的可靠性和魯棒性。
　　最后，設(shè)計(jì)了車輛防側(cè)翻控制算法，基于觀測(cè)到的車輛狀態(tài)提出了側(cè)翻指標(biāo)名義值的一種算法，采用模型預(yù)測(cè)控制的方法，將非線性模型進(jìn)行線性