车辆转向制动稳定性控制研究

摘要

随着汽车的行驶速度的提高，人们对车辆稳定性越来越重视。而车辆转向制动是一个极易失稳的工况，单凭ABS系统难以满足极限工况下稳定性的需求。基于此，本文提出了主动前轮转向系统和主动制动系统协调控制车辆转向制动稳定性的控制策略。
　　本文基于CarSim软件搭建整车模型，由于CarSim中不能构建主动前轮转向机构模型，在Matlab/Simulink建立主动前轮转向机构模型。并通过CarSim和Simulink联合仿真验证建立的整车模型。
　　针对汽车稳定性控制系统强非线性、时变性的特点，设计基于横摆角速度的主动前轮转向滑模控制策略。对于滑模控制出现的“抖振”现象，提出了径向基函数神经网络优化算法优化切换增益，并在CarSim和Simulink联合仿真平台下完成了主动前轮转向系统控制策略的建模与仿真；在主动制动控制策略研究中，设计以横摆角速度和质心侧偏角为控制变量的主动制动滑模控制策略。分析各个车轮制动对横摆力矩的影响，制定车轮制动力分配策略，并对主动制动滑模控制策略进行了建模和仿真。
　　为了协调主动前轮转向系统和主动制动系统，详细分析了各系统的控制特性、各系统的作用范围和作用效果。针对转向制动时相平面稳定性边界不断变化的问题，提出制动减速度和路面附着系数影响的相平面稳定性边界确定方法。并制定协调控制系统逻辑控制规则，针对两系统同时工作的情况，提出模糊控制的权重分配进行优化协调控制策略。并在易于失稳的转向制动工况下仿真分析，验证提出的协调控制对车辆转向制动稳定性的正确性和有效性。
　　通过对线性时滞系统稳定性的分析，分析时滞对转向制动系统稳定的影响，当时滞变大时，车辆出现明显的失稳现象。为了消除车辆控制系统存在的时滞问题，设计Smith预估补偿策略来消除原系统的时滞，仿真结果表明：Smith预估补偿策略能够消除控制系统的时滞，提高了车辆转向制动的稳定性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1论文的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要内容

第二章 车辆动力学仿真模型模型的建立

2.1 CarSim仿真软件简介

2.2 基于参数化的CarSim车辆建模

2.3 主动前轮转向系统模型

2.4 车辆二自由度模型

2.5 车辆动力学模型仿真与验证

2.6 本章小结

第三章 车辆转向制动子系统控制策略研究

3.1 RBF神经网络的主动前轮转向滑模控制

3.2基于滑模控制的主动制动系统控制策略

3.3 本章小结

第四章 车辆转向制动稳定性协调控制研究

4.1 相平面法稳定性分析

4.2 主动前轮转向系统与主动制动系统控制特性分析

4.3基于模糊控制规则的稳定性协调控制

4.4 转向制动仿真及结果分析

4.5 本章小结

第五章 计入时滞的车辆转向制动稳定性控制研究

5.1 线性时滞系统的稳定性

5.2 时滞对转向制动车辆稳定性的影响

5.3 时滞问题的解决方法

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文