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《提高车辆稳定性控制系统STEERABILTY、横向稳定性和侧倾稳定性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、提高车辆稳定性控制系统STEERABILTY、横向稳定性和侧倾稳定性摘要：车辆稳定性控制系统是一种主动的安全系统，为防止事故发生并利用微分制动器产生人工横摆力矩稳定车辆的机动而设计。在本文中，为了提高车辆的操纵性，横向稳定性，和侧倾稳定性，每个参考横摆角速度的设计和组合到目标横摆角速度都取决于驾驶情况。偏航角速度控制器的设计以及跟踪目标横摆角速度都是基于滑模控制理论。横摆角速度控制器所需的总的横摆力矩以及每个制动器压力的合理分布，都由有效控制车轮决定。估计算法是一种可以识别出滚动角和车身侧滑角的简化动力学模型和参数自适应的方法。本文中所提出
2、的车辆稳定性控制系统和估计算法的性能与仿真结果可以验证实验结果。关键词：车辆稳定性控制系统，目标横摆角速度，角速度控制器，制动力分配，滚动角估计，车身侧滑角估计1.介绍有一个日益需求的主动安全系统,通过人工干预的方法以防止或减少事故的发生(Youetal.,2006)。这个系统超出仅仅最小化损失事故的被动安全概念,它的必要性日益被市场所公认。因此,近年来进行了不同的地面上车辆主动安全系统的研究。尽管有其他替代技术保护车辆的稳定性,例如4ws(四轮引导),AFS(主动前轮引导),后轮转向,和微分牵引(Songetal.,2007),最近的主流
3、车辆安全系统是集中在制动差动和制动干预。这主要是从硬件现有的可靠性和成本效率出发考虑得出的结果。现有的技术成果有ABS(防抱死制动系统)和TCS(牵引力控制系统)以及在制动/加速度时持有车轮滑转线性滑动。在这里假设车辆配备了差动制动系统,因此,本文提出了车辆稳定控制系统主要研究通过生成与控制车辆的横摆力矩差动制动在四个车轮。本文使用的横摆角速度是一个控制变量。由于车辆的车身侧偏角可以使横摆角速度稳定控制在一个适当的参考横摆角速度，使车身侧滑角动力转变成稳定的内部动力（Youetal.,2006）。同样，翻车的风险可以通过稳定辊动力学和控制横
4、摆率减轻。因此，车身侧滑角的减少和防止车身侧翻可以通过横摆角速度控制以及参考选择适当的横摆角速度完成（Joetal.,2006）。偏航角速度控制器的设计是由跟踪目标横摆角速度结合各参考横摆角速度所确定。横摆角速度控制器生成所需的横摆力矩以及在四个车轮的制动压力分布基础上是由有效控制车轮决定的。此外，一个在现实世界的应用程序的车辆稳定性控制系统实施的主要障碍是对车辆状态信息的缺乏，这些信息包括车身侧滑角和滚转角等。信息的准确性极大地影响了汽车稳定性控制系统的性能和可靠性。为了解决这个问题，开发了估计算法来识别滚动角和车辆的车身侧滑角。所提出的
5、车辆稳定性控制系统的总体原理图在图1中给出。所提出的车辆稳定性控制系统和估计算法的性能与仿真及实验采用了商用运动型多功能车验证。图1.车辆稳定性控制系统的总体原理图2.横摆角速度控制器的设计如果一个驾驶员转向输入，在横摆角速度的动力学被认为是一个不可控因素，然后从差动制动产生的横摆力矩，它是一个单一的控制输入，不能同时控制两个状态变量，即车身的侧滑角和横摆率，在每个轨道上的车辆横向动力学，控制时间使其在每个轨迹达到一个可接受的性能（Youetal.,2006；Nagaietal.,2002）。为了提高可操作性，横向稳定性，和侧倾稳定性，车身
6、侧滑角和横滚角以及偏航率都应该采用由人工控制的方法。稳定车辆的车身侧滑角和滚转角可以通过稳定适当的横摆角速度控制选择合适的横摆角速度来改变每个动态的选择参考转变成稳态的选择参考（Youetal.,2006）。在这方面，目标横摆角速度是在三个不同的参考方面的适当选择，偏航角速度控制器的设计以及跟踪目标横摆角速度的基础都是基于滑模控制理论。2.1.目标横摆角速度的设计在这一部分中提出了三种不同的参考横摆率。通过跟踪每个参考横摆角速度，可分别提高转向能力，横向稳定性，和车辆的侧倾稳定性。2.1.1.横摆角速度跟踪参考横摆率增强车辆的稳定性控制系统
7、定义为双循环模型的稳态响应（VanZantenet.，1996）。它是表示作为一个功能的车辆的纵向速度和驾驶员的转向输入如（1）：参数定义如下:r是横摆角速度；M是整车质量；，，是前轮和后轮侧偏刚度；，，是车辆的重心和前后轴之间的距离；是纵向速度，δ是转向盘角。此外，在倾斜的路面行驶的情况下的横摆角速度由于倾斜角补偿如（3）所示，为防止车辆稳定性控制系统故障：参数定义如下:ϕ是道路的坡度角。补偿参考横摆角速度的合理控制的轮胎路面摩擦的物理限制如（4）所示：M2.1.2.车身侧滑角减小一种车辆过多的车身侧滑角使车辆的横摆角对驾驶员的转向不敏感
8、的运动输入将影响车辆的侧向稳定性。因此，该控制策略以限制车身侧滑角来达到保持横向稳定性的目的。参考横摆角速度定义为（5），基于自行车模型，侧滑角的动态变化为稳定的动态，如（6），
