电子稳定程序ESP参数的估计及仿真

摘要

电子稳定程序ESP是在ABS/ASR的基础上增加测量汽车运行姿态的传感器来直接监测汽车运行姿态的汽车稳定性控制程序。ESP中的一些与汽车运行姿态相关的重要参数，由于直接利用传感器监测成本较高，所以选择状态估计的方法来估计这些状态参数，不仅可以节约成本，还可以缩短ESP产品的开发周期。如何恰当、准确、迅速的估计出这些参数，成为ESP程序发展的重要的技术。本文主要针对ESP控制过程中所需要的状态参数变量进行估计，再结合车辆动力学仿真软件对ESP控制策略进行仿真和验证。
　　 首先，根据Burckhardt双指数组合模型可以模拟出各路面上附着系数与滑移率之间的关系，建立路面识别系统；通过ABS的制动仿真检验路面识别系统的有效性，为ESP和制动系统提供最佳的制动参数。
　　 其次，设计轮胎魔术公式参数回归的实验方案，完成整套轮胎参数测定的试验，通过试验数据对比不同轮胎的刚度特性，回归轮胎魔术公式的参数，建立能反映轮胎真实特性的轮胎模型，为联合仿真下的ESP控制策略提供模型和数据依据。
　　 然后，结合状态估计理论，建立了基于线性二自由度模型和双线性轮胎模型的卡尔曼滤波器，估计大侧偏状态下汽车姿态变量参数的理想值；建立整车动力学仿真模型，估计大侧偏状态下汽车姿态变量的实际值。
　　 最后，研究了ESP的控制策略，以及ESP的控制方法及算法；利用估计的车辆状态参数实现ESP的DYC控制，通过建立ADAMS/car和MATLAB/simulink的联合仿真环境，严格按照法规FMVSS126对ESP的控制策略进行仿真和验证。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本文研究的目的和意义

1.2汽车电子稳定程序的简介

1.2.1 ESP发展及研究现状

1.2.2 ESP工作原理

1.3本文研究的主要内容和方法

第二章路面附着系数的估计

2.1路面识别模型的建立

2.1.1车轮滚动模型

2.1.2 Burckhardt双指数组合模型

2.1.3 ABS模型

2.1.4路面识别模型

2.2路面识别与仿真分析

2.3本章小结

第三章轮胎魔术模型参数回归

3.1轮胎魔术公式

3.2轮胎台架试验

3.2.1试验的条件及设备

3.2.2试验的目的及方法

3.2.3试验数据的处理和分析

3.3魔术公式的参数回归

3.3.1魔术公式的参数回归方法

3.3.2魔术公式的参数回归结果与分析

3.4本章小结

第四章大侧偏状态下汽车姿态变量的估计

4.1状态估计和卡尔曼理论

4.1.1状态估计

4.1.2卡尔曼滤波

4.2大侧偏状态下汽车姿态变量理想值的估计

4.2.1二自由度线性模型

4.2.2轮胎双线性模型

4.2.3修正的二自由度卡尔曼滤波

4.3大侧偏状态下汽车姿态变量实际值的估计

4.3.1优尼柯整车模型

4.3.2质心侧偏角的积分算法

4.4本章小结

第五章ESP控制策略及仿真与验证

5.1 ESP控制策略

5.1.1 ESP的控制流程

5.1.2 ESP的控制方法

5.1.3最优控制算法

5.2 ESP控制策略仿真环境

5.2.1控制环境

5.2.2控制环境的软件介绍

5.3 ESP控制策略仿真与验证

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1本文研究的结果和结论

6.2后期工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文