汽车稳定性控制系统动力学建模与参数估计方法研究

摘要

近年来，有关汽车控制系统的动力学建模与参数估计问题已经成为汽车科技发展的重要课题之一。汽车的控制系统主要是通过在汽车行驶时的一些状态参数所进行状态调节，然而在汽车行驶时汽车的一些状态参数很难得到精确的测量或者测量成本较高。从节约成本和实际应用的角度来看，为了解决上述问题，针对车辆系统的非线性动态特性，借助于估计方法获得系统中不易测量的状态变量和参数，开展对车辆系统的非线性动态特性，关于车辆状态、轮胎摩擦力以及路面附着系数的非线性估计方法的研究，得出保证稳定性的估计方法。
　　高精度、高维整车非线性动力学模型是汽车状态估计及参数辨识的载体和基础；高精度的轮胎动态摩擦模型可用于轮胎复杂工况下的动态特性研究，为附着系数的实时鲁棒识别提供理论支持。论文通过对汽车行驶时的整车动力学建模，对整车的动能、势能和耗散能进行分析，建立车轮动力学模型、驾驶员模型、转向系模型、制动器模型和轮胎模型（重点研究了轮胎的动摩擦特性）；基于matlab/simulink建立整车simulink模型，并建立ESP/ABS控制系统，通过判断汽车的转向特性，对相应的车轮进行制动压力调节，使车辆能够稳定的行驶。
　　对汽车的状态参数估计方法进行了分析研究，并对汽车的状态参数和模型参数，如：车速、轮胎力、侧偏角、路面附着系数、轮胎侧偏刚度及其他参数进行了实时鲁棒估算。
　　对 ESP系统和状态参数估计中的试验方法进行分析研究，通过双移线、正弦转角、鱼钩、J转向、蛇形穿桩试验等证明ESP系统控制性能。

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1 绪论

1.1论文的研究背景和意义

1.2课题研究现状

1.3小结

2汽车动力学建模及仿真

2.1整车动力学建模

2.2动能、势能和耗散能分析

2.3整车15自由度动力学方程

2.4发动机模型

2.5车轮动力学模型

2.6驾驶员模型

2.7转向系模型

2.8制动器模型

2.9悬架和横向稳定器

2.10轮胎模型

2.11 simulink仿真建模

2.12 小结

3汽车的状态参数估计方法及汽车常用参数的估计

3.1估计方法研究

3.2汽车状态和模型参数估计

3.3 小结

4 试验方法及评价指标

4.1双移线试验

4.2正弦转角试验

4.3鱼钩试验

4.4 J转向试验

4.5蛇形穿桩试验

4.6 小结

5总结和展望

5.1全文总结

5.2 未来展望

参考文献

作者简历

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