基于自适应模糊控制的汽车稳定性仿真研究

摘要

汽车电子稳定程序ESP能够有效降低车辆在不同工况下的事故发生率，提高汽车的主动安全性能。我国ESP配备率只有20％左右，而且国内配备的ESP系统均为海外公司生产。只有完全掌握ESP系统的核心技术,才能实现ESP系统的自主化，降低生产成本，提高ESP的配备率，提高汽车的行驶安全性和操纵稳定性。
　　论文建立了三种车辆模型：线性二自由度模型、非线性二自由度模型和基于Adams/Car的整车多体动力学模型。与在Matlab/Simulink中建立的车辆模型相比，基于Adams/Car的整车多体动力学模型更加符合实际车辆，方便模拟实际车辆的运动工况。以线性二自由度模型作为参考模型，对非线性二自由度模型和整车多体动力学模型进行了不同工况下的方向盘角阶跃和方向盘正弦输入仿真，分析讨论了横摆角速度和质心侧偏角对车辆操纵稳定性的影响。
　　针对车辆失稳的主要原因，论文设计了以模糊控制理论为基础的自适应模糊控制系统，控制系统能够在线自动调整量化因子、比例因子的大小，从而实现自适应控制。将自适应模糊控制系统施加到非线性二自由度模型和整车多体动力学模型上，实现了Matlab/Simulink与Adams/Car的联合仿真。仿真结果表明，所设计的控制系统能够明显的改善不同车速车辆的操纵稳定性，起到了良好的控制效果。
　　在单纯的理论仿真基础之上，本文进一步通过dSPACE软件，实现了硬件在环仿真，完成了在线调整参数、观察数据以及记录数据等交互操作，提高了控制系统的开发效率。仿真结果表明，Matlab/Simulink的仿真结果与采用外部输入的硬件在环仿真结果基本一致，验证了所设计的自适应模糊控制器的实用性和有效性。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2 国外研究现状

1.3 国内研究现状

1.4车辆ESP系统简介

1.5汽车ESP控制系统的开发流程

1.6本课题主要研究内容

第二章 二自由度车辆模型建模与仿真分析

2.1 车辆坐标系与车辆运动的分解

2.2线性二自由度参考模型的建立

2.3 轮胎模型的选定

2.4非线性二自由度车辆动力学模型的建立

2.5 二自由度线性模型非线性模型仿真分析

2.6 本章小节

第三章 汽车ESP系统控制器的设计

3.1稳定性控制变量的选择与分析

3.2自适应模糊控制理论

3.3控制系统设计

3.4非线性二自由度模型自适应模糊控制仿真分析

3.5本章小结

第四章 基于Adams/Car的整车多体动力学模型

4.1基于Adams/Car的整车建模方法

4.2 建立整车模型步骤

4.3极限工况下汽车操纵稳定性仿真研究

4.4 本章小结

第五章 基于自适应模糊控制的联合仿真及硬件在环仿真

5.1 Matlab/Simulink与Adams/Car联合仿真

5.2 dSPACE概述

5.3车辆稳定性控制系统硬件在环仿真试验

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 本文的研究内容总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文