車輛主動轉向和獨立驅動系統(tǒng)集成控制研究.pdf

1、主動安全一直是汽車行業(yè)的熱點，隨著電控系統(tǒng)的增加，以及主動控制研究的突破性進展，多個子控制系統(tǒng)在同一輛車上出現(xiàn)時，會使整車性能出現(xiàn)耦合疊加的問題。為了使得多個動力學系統(tǒng)能夠獨立的發(fā)展各自的控制優(yōu)勢，通過底盤集成控制不僅可以使得動力學之間的矛盾消除，而且還可以優(yōu)化整車行駛性能，從而提高各項性能的指標。由于主動轉向和獨立驅動兩個系統(tǒng)都是未來發(fā)展的趨勢，此兩個系統(tǒng)的集成控制的研究對工程應用具有重要的意義。本文從車輛動力學理論的角度出發(fā)，針對車

2、輛主動轉向系統(tǒng)與獨立驅動系統(tǒng)存在的矛盾與沖突，在保持兩個子系統(tǒng)功能前提下，以提高整車性能的目的來進行集成控制研究。
　　(1)整車建模;針對某緊湊型車輛，通過CarSim軟件建模，并對實車進行試驗，使用所建立的模型與實車在相同的工況下，進行有效性驗證;進行表明所建立仿真模型能夠表達整車的實際運行工況;為了獲得相平面，建立8自由度整車模型，研究表明有效的與CarSim的整車模型對應起來。
　　(2)車輛狀參數(shù)估計;采用基于側向

3、加速度的算法獲得路面的附著系數(shù)，采用積分的方法獲得質心側偏角的估計值，運用質心側偏角相平面研究。采用非線性理論獲得質心側偏角-質心側偏角速度β-(β)相平面，并對相平面進行穩(wěn)定區(qū)域劃分，擬合摩擦系數(shù)、車速影響因素研究獲得穩(wěn)定邊界擬合方程。
　　(3)集成控制;以質心側偏角相平面來設計集成控制的上層控制器，包含三個區(qū)域，分別是主動轉向控制區(qū)、混合控制區(qū)和獨立驅動控制區(qū);當相點在主動轉向控制區(qū)域內時，進行以橫擺角速度跟蹤的主動轉向控制

4、;當在混合區(qū)域內時，主動轉向和獨立驅動以一定的比例起作用;當在穩(wěn)定區(qū)域外時，只有獨立驅動起作用。集成控制下層控制器包括主動轉向控制層和獨立驅動控制層，都是通過相平面的穩(wěn)定區(qū)域，來進行協(xié)調式集成控制;對于下層控制器，主動轉向采用滑模控制算法進行設計，獨立驅動通過二次規(guī)劃將驅動力分配到各個輪胎上。
　　(4)通過在駕駛員開環(huán)控制，以及基于駕駛模擬器駕駛員在環(huán)控制，進行集成控制算法的驗證，基于該平臺對控制策略算法進行了設計及測試，對集成