車輛直接橫擺力矩控制方法研究.pdf

1、車輛直接橫擺力矩控制是一種車輛主動安全技術(shù)，能夠提高車輛的橫擺穩(wěn)定性，抑制汽車過度轉(zhuǎn)向和嚴(yán)重不足轉(zhuǎn)向趨勢，提高車輛在極限工況下的操縱穩(wěn)定性。目前，在國外汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)作為汽車主動安全技術(shù)已經(jīng)成為研究的熱點，相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)開始大量的裝各于中、高檔轎車上。而在我國，汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的研究剛剛起步。本文正是在這種背景下，重點對車輛直接橫擺力矩的控制策略進(jìn)行了研究。本文主要對以下幾方面進(jìn)行了研究：
　　 建立了用于汽車穩(wěn)定性分析的車

2、輛動力學(xué)模型和輪胎模型。建立的八自由度車輛動力學(xué)模型包括：縱向運動、側(cè)向運動、橫擺轉(zhuǎn)動、側(cè)傾轉(zhuǎn)動以及四個車輪的轉(zhuǎn)動；選擇了簡單實用的Dugoff輪胎模型，并考慮了輪胎的側(cè)偏和縱滑聯(lián)合工況。應(yīng)用Matlab仿真軟件編制了上述整車八自由度的Simulink仿真模型。
　　 進(jìn)行了車輛直接橫擺力矩控制策略的設(shè)計。基于車輛穩(wěn)定性的分析，確定了車輛穩(wěn)定性的兩個控制變量：質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度。設(shè)計了兩級分層的車輛直接橫擺力矩控制器。上層控

3、制器為目標(biāo)橫擺力矩模糊控制器，根據(jù)汽車的運動狀態(tài)計算出車輛穩(wěn)定所需要的目標(biāo)橫擺力矩，由對角輪分配策略確定出需要施加控制的目標(biāo)車輪，并計算得到目標(biāo)滑移率；下層控制器為滑移率PID控制器，根據(jù)目標(biāo)車輪實際滑移率和上層計算出的目標(biāo)滑移率的偏差，通過PID控制器計算出目標(biāo)車輪所需的制動力矩，控制車輛的橫擺穩(wěn)定性。
　　 對所提出的控制策略進(jìn)行了仿真分析和驗證。在Matlab/Simulink環(huán)境下分別針對高、低附著系數(shù)路面下，方向盤階躍

4、、單周正弦和方波漸增轉(zhuǎn)向輸入以及整車質(zhì)量變化的情況進(jìn)行了離線仿真。仿真結(jié)果表明，施加穩(wěn)定性控制的車輛能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，表明本文所設(shè)計的控制方法是有效的；同時也說明該控制方法具有較高的魯棒性和自適應(yīng)性。
　　 對橫擺力矩分配策略進(jìn)行了初步的研究。對在差動制動下各車輪對車輛橫擺的影響進(jìn)行了分析，然后分別對前輪分配、后輪分配、四輪分配控制策略進(jìn)行仿真，并與對角輪分配進(jìn)行比較。結(jié)果表明后輪分配不能改善車輛的穩(wěn)定性，其它三種分配策略都能