基于ABS和ESP的汽车制动集成控制策略仿真研究

摘要

汽车制动防抱死系统( ABS, Anti-lock Brake System)和电子稳定程序(ESP,Electronic Stability Program)一直是汽车主动安全研究的热点,对二者的集成已成为汽车制动控制发展的必然趋势,通过对二者进行有效合理的协调,可以在缩短制动距离的同时,提高车辆的行驶的方向稳定性。研究二者在复杂制动工况下的集成控制对提高汽车主动安全有着非常重要的意义。　　本文首先分析了汽车制动稳定性的控制理论和策略。以滑移率和横摆角速度为控制变量,采用PID控制算法和模糊控制算法对ABS和ESP的控制策略进行了研究。结合目前底盘集成控制的常用方法,针对车辆制动时易发生失稳的危险工况,对ABS与ESP系统之间的协调控制关系进行研究,以确保在危险工况下汽车的主动安全性能为目的,建立了二者的协调控制策略,以实现车辆制动时的操纵稳定性控制。对课题组已有的车辆动力学模型进行修改,在MATLAB/Simulink中建立了ABS和ESP的控制器模型。通过选取滑移率为控制变量,得出横摆力矩与滑移率的关系,建立了协调控制的整车动力学模型。对所建立的三个控制器模型在典型工况下进行离线仿真,并对仿真结果进行分析,对各自控制策略的有效性进行验证。根据控制策略开发的需要,基于dSPACE实时系统搭建了汽车制动集成控制仿真平台,分别对建立的ABS控制器、ESP控制器及协调控制器在典型工况下进行部分硬件在环仿真试验。仿真和试验结果表明,所建立的协调控制控制策略能够有效提高汽车在危险工况下制动时的方向稳定性。

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1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 ABS系统概述

1.3 ESP系统概述

1.4 汽车底盘系统集成控制概述

1.5 本文研究的主要内容

2 车辆动力学模型的建立

2.1 引言

2.2 车辆动力学建模方法

2.2 液压系统建模

2.3 本章小结

3 汽车ABS与ESP控制算法研究

3.1 引言

3.2 汽车ABS控制策略研究

3.3 汽车ESP控制策略研究

3.4 本章小结

4 汽车制动集成控制策略研究

4.1引言

4.2集成控制结构分析

4.3 ABS和ESP集成控制策略研究

4.4 本章小结

5 汽车制动集成控制策略硬件在环试验研究

5.1 引言

5.2 dSPACE仿真系统简介

5.3 硬件在环试验方案

5.4 试验结果及分析

5.5 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果