直接橫擺力矩與四輪轉(zhuǎn)向集成控制研究.pdf

1、車輛動力學集成控制（Integrated Vehicle Dynamics Control，簡稱IVDC）通過協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動/驅(qū)動系統(tǒng)以及懸架等子系統(tǒng)來進一步提升車輛的綜合性能。隨著車輛電控技術的發(fā)展，不少企業(yè)已對該領域展開了研究，市場上也不斷出現(xiàn)了許多相關的產(chǎn)品，車輛動力學集成控制已成為近年來底盤技術研究的重點和難點。 本文采用理論推導和仿真分析相結合的方法，重點研究了車輛四輪轉(zhuǎn)向和直接橫擺力矩（通過制動系統(tǒng)實現(xiàn)）的集成控

2、制，以及探討了在車輛動力學控制過程中非常重要的一個狀態(tài)變量，即車輛質(zhì)心側向速度的估計問題。 首先，本文建立了一個考慮車輛在水平面內(nèi)運動及車身側傾的8自由度整車動力學模型，并將以此推導的車輛系統(tǒng)動力學方程作為本文研究的基礎。關于輪胎建模部分，本文綜合考慮了輪胎模型在設計過程中對精度和復雜程度的要求，利用CarSim的虛擬輪胎試驗，建立了能夠反映輪胎非線性特性且形式簡潔的Burckhardt 輪胎模型。 針對在實際應用中車輛

3、的側向速度難以直接測得的問題，本文以車輛動力學和運動學為基礎，采用卡爾曼濾波方法，建立了一個車輛質(zhì)心側向速度觀測器并進行了研究。仿真研究結果表明，該速度估計效果良好，可以滿足車輛動力學滑模控制器的設計要求。 以提高車輛的操縱穩(wěn)定性為目的，本文采用“主環(huán)—伺服環(huán)”的控制結構設計了一個車輛穩(wěn)定性控制器。在主環(huán)中，采用滑模控制理論計算得到控制過程中所需要的控制力和力矩；而輪胎非線性放到伺服環(huán)中處理。 為了驗證所設計的控制器的有效