基于制动和悬架系统的车辆稳定性分层集成控制策略研究

摘要

随着汽车消费者对车辆安全性能的要求逐渐提高，车辆的主动安全不断受到各大汽车生产企业的关注。而对车辆的横摆和侧倾稳定性进行控制也成为车辆主动安全领域的一个重要课题，通过对二者进行集成可以最大限度的保持车辆的横摆和侧倾稳定性，保证车辆安全行驶。　　本文首先对车辆的横向动力学和纵向动力学特性进行了分析，分别建立了包含车辆横摆和侧倾在内的整车八自由度动力学仿真模型，魔术公式轮胎模型和制动系统的轮缸模型，同时对八自由度整车模型进行了简化，分别建立了车辆的二自由度和三自由度简化模型作为控制系统的参考模型和预测模型。　　以车辆的横摆角速度为横摆控制目标，以差动制动为控制方式结合模糊控制算法对车辆的横摆稳定性进行了反馈控制。为了对车辆横摆和侧倾控制器进行集成，将车辆的横向载荷转移率作为侧翻控制指标，设计了基于侧翻预警 TTR（Time to rollover）的车辆侧翻预测系统作为上层控制器，对车辆横摆和侧倾稳定性控制系统进行切换。同时结合 TTR侧翻预警系统，利用差动制动和调节悬架阻尼的方式对车辆侧倾稳定进行控制。　　最后利用TTR对车辆的横摆稳定性和侧倾稳定性进行了集成,其集成策略为当侧翻预警系数 TTR值小于参考值时，开启侧倾稳定性控制系统，否则横摆稳定性控制系统正常作动。在 Matlab/Simulink中对建立的控制系统进行了离线仿真，通过对低附着路面侧滑工况和高附着路面侧翻工况进行仿真，验证了控制策略的有效性。　　为了实时在线验证控制系统的正确性，搭建了基于 dSPACE的快速控制原型实时仿真系统，同时通过典型工况的实时仿真，其结果与离线仿真结果基本吻合，进一步验证了基于制动和悬架系统的车辆横摆和侧倾稳定性控制系统综合控制系统能够有效地控制车辆行驶稳定性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 车辆横摆、侧倾稳定性国内外研究现状

1.3 车辆集成控制系统结构及研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 车辆动力学模型和液压模型的建立

2.1 引言

2.2 车辆动力学建模方法介绍

2.3 八自由度车辆动力学模型

2.4 车辆简化模型

2.5 液压模型的建立

2.6 本章小结

3 车辆稳定性分层集成控制系统设计

3.1 引言

3.2 车辆横摆稳定性控制策略

3.3 基于TTR侧翻预警研究

3.4 车辆侧倾稳定性控制策略

3.5 分层集成控制策略

3.6 本章小结

4 集成控制系统离线仿真分析

4.1 引言

4.2 仿真条件

4.3 典型工况仿真分析

4.4 本章小结

5 dSPACE实时平台快速控制原型仿真

5.1 引言

5.2 dSPACE仿真系统与控制系统的V型开发流程介绍

5.3 快速控制原型试验

5.4 试验结果分析

5.5 本章小结

6 全文总结及展望

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