基于ARM的车辆电子稳定系统控制单元研究

摘要

汽车稳定性控制系统作为一个日益普及的汽车主动安全控制技术，具有非常广阔的市场前景和巨大的经济效益。开发具有自主知识产权的ESP控制系统对于提高我国汽车设计开发水平有着重要意义。车辆电子稳定系统电子控制单元的研究是稳定性控制系统的基础，本课题将对汽车电子稳定系统控制单元进行研究和开发。
　　 本文借鉴了国内外汽车电子稳定系统控制研究理论和实验结果，从理论上研究汽车稳定性控制的基本原理，包括汽车自转向效应、路面摩擦系数、方向盘转向角、车速对汽车操纵稳定性的影响。根据ESP系统的控制要求建立能够反映汽车动力学特征的横摆角速度与车辆侧偏角两个重要参数的二自由度车辆动力学模型。分析了三种汽车动态稳定控制方法的特性后，选用直接横摆力矩控制法，即通过对车轮进行主动制动/差动制动得到补偿的横摆力矩，来提高汽车的可操纵性。
　　 本文根据ESP的控制要求选择恰当的控制方法对汽车的横摆角速度和侧偏角两个控制变量进行控制。经过论证，选用模糊控制方法实现对车辆控制，建立对横摆角速度和侧偏角双变量控制的模糊控制器。控制芯片选用ARM2440 V3来搭建汽车稳定性控制系统的硬件电路。
　　 利用SimDriveline已有的汽车模型，建立用于汽车ESP控制系统仿真研究的动力学模型，并对构建的仿真模型进行ISO3888紧急双移线和低附着路面双移线典型工况的仿真，得到汽车转向角汽车横摆角和侧偏角的输出曲线，初步验证了控制算法和控制策略的正确性，为后面控制单元的进一步改进提供支持和参考依据。同时也为以后实际系统的开发提供一定的参考价值。