直接橫擺力矩與四輪轉(zhuǎn)向集成控制研究.pdf

1、車輛動(dòng)力學(xué)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(dòng)/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及懸架等子系統(tǒng)來進(jìn)一步提升車輛的綜合性能。隨著車輛電控技術(shù)的發(fā)展，不少企業(yè)已對(duì)該領(lǐng)域展開了研究，市場(chǎng)上也不斷出現(xiàn)了許多相關(guān)的產(chǎn)品，車輛動(dòng)力學(xué)集成控制已成為近年來底盤技術(shù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 本文采用理論推導(dǎo)和仿真分析相結(jié)合的方法，重點(diǎn)研究了車輛四輪轉(zhuǎn)向和直接橫擺力矩（通過制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)）的集成控

2、制，以及探討了在車輛動(dòng)力學(xué)控制過程中非常重要的一個(gè)狀態(tài)變量，即車輛質(zhì)心側(cè)向速度的估計(jì)問題。 首先，本文建立了一個(gè)考慮車輛在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)及車身側(cè)傾的8自由度整車動(dòng)力學(xué)模型，并將以此推導(dǎo)的車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程作為本文研究的基礎(chǔ)。關(guān)于輪胎建模部分，本文綜合考慮了輪胎模型在設(shè)計(jì)過程中對(duì)精度和復(fù)雜程度的要求，利用CarSim的虛擬輪胎試驗(yàn)，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(duì)在實(shí)際應(yīng)用中車輛

3、的側(cè)向速度難以直接測(cè)得的問題，本文以車輛動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)為基礎(chǔ)，采用卡爾曼濾波方法，建立了一個(gè)車輛質(zhì)心側(cè)向速度觀測(cè)器并進(jìn)行了研究。仿真研究結(jié)果表明，該速度估計(jì)效果良好，可以滿足車輛動(dòng)力學(xué)滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一個(gè)車輛穩(wěn)定性控制器。在主環(huán)中，采用滑?？刂评碚撚?jì)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(yàn)證所設(shè)計(jì)的控制器的有效