基于零力矩点的车辆侧倾评价指标及侧倾控制研究

摘要

为了使车辆的行驶状态和稳定程度更为便捷的显现出来，以及对系统研发初期的效果进行评价，需要引入一个比较准确的评价指标，使其可以判断并量化车辆的侧倾稳定性，因此将零力矩点（Zero-moment point,ZMP）的概念引入到车辆的侧倾评价体系之中，通过对车辆侧倾模型以及刚性车辆模型零力矩点的推导，从而来预测车辆的侧倾倾向，并得出车辆的侧倾指数yzmp，根据其侧倾指数yzmp算出侧倾指标s；再通过与其他现有侧倾评价指标的对比与转换，从而证明该指标的准确性以及有效性。之后，再以某19座商用车为例，建立整车模型，并设计H∞鲁棒控制的算法对半主动横向稳定杆的侧倾刚度进行实时调节，最后通过Trucksim和Simulink联合仿真来验证两种控制方法的有效性，同时，以侧倾指标来对比判断鲁棒控制算法的半主动横向稳定杆与被动横向稳定杆、模糊PID控制的半主动横向稳定杆对于侧倾运动的改善效果。根据仿真结果显示，半主动横向稳定杆相对于被动横向稳定杆来说，其在各个侧倾参数上都有明显的降低，并且相较于模糊PID控制的半主动横向稳定杆，H∞鲁棒控制的半主动横向稳定杆在各个侧倾参数上都有一定程度的降低，其中侧倾角下降了14.7%，侧向加速度下降了21.3%，横摆角速度下降了25.6%，质心侧偏角下降了23.4%，相较于模糊PID控制，其控制效果更为优秀，并且车辆侧倾系数也从0.721减小至0.645，与其他参数降低程度类似，也从另外一方面显示了所提出的侧倾评价指标的有效性。