基于半车模型的汽车防抱死制动系统与主动悬架系统的集成控制研究

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1、基于半车模型的汽车防抱死制动系统与主动悬架系统的集成控制研究摘要汽车制动过程中，悬架系统与制动系统之间存在着相互耦合作用，这会影响车辆的行驶平顺性、乘坐舒适性和制动安全性，整车性能的提高需要对这两个系统进行集成控制。本文以半车模型为研究对象，建立了主动悬架系统(ActiveSuspensionSystem，ASS)和防抱死制动系统(Anti-lockBrakingSystem，ABS)的数学模型，并在此基础上对主动悬架系统设计了线性二次型高斯(LQG)最优控制器、对防抱死制动系统设计了基于指数趋近率方法的滑模变结构(SMC)控制器。

2、通过分析ABS与ASS之间的相互联系，提出了一种基于补偿作用的集成控制策略，即在对两系统进行单独控制的基础上，设计集成系统的补偿器来消除耦合作用造成对子控制系统的影响。通过在Matlab／Simulink下对集成控制系统进行仿真，并与在不加补偿器时对这两个系统的联合控制系统进行仿真对比可知，采用这种集成控制策略，不仅可提高汽车的制动性能，悬架性能也能得到较好的改善。基于PXI(PCIeXtensionsforInstrumentatiOil，面向仪器系统的PCI)硬件系统，在Labview图形化开发环境下，实现了防抱死制动系统的逻辑

3、门限值控制算法的编程，并在昌河Ideal车上进行了道路试验。试验结果表明，使用图形化开发工具，能方便地进行信号采集、信息通信及控制算法的实现，对后续的底盘集成控制系统的开发具有指导性意义。关键词：防抱死制动主动悬架集成控制虚拟仪器AResearchontheIntegratedControlofABSandASSBasedonaHalf-CarModelAbstractWhenvehiclesarebraking，theinter·couplingactionbetweenthesuspensionsystemandthebraki

4、ngsystemwillaffecttheridecomfortandbrakingperformanceofthevehicles．Inordertoimprovethevehicle’sintegratedperformance，itisnecessarytomakeanintegratedcontroloftheabovetwosystems．Inthispaper，weestablishedthedynamicmodelsofactivesuspensionsystemandanti·lockedbrakingsystem，

5、anddesignedrespectivelyLinear--Quadratic-·Gaussoptimalcontroller(LQG)fortheformerandslidingmode·variablestructurecontroller(SMC)basedonthemethodofexponentialtendencyrateforthelatteraccordingtotheabovemodels．Thesimulationresultsshowedthatthetwocontrollerswererealizablea

6、ndeffective．Secondly，astrategyofintegratedcontrolbasedoncompensationactionwasputforwardfortheintegratedsystemofActiveSuspensionSystem(ASS)andAnti-lockBrakingSystem(ABS)．Wedesignedaintegratedcontrollertocompensaterespectivelythecontrolperformancelossofsubsystemsresultin

7、gfromtheinter·couplingactionbasedonthesinglecontrolofthesetwosystemsbyanalyzetheinterrelationbetweenASSandABShome．IntheenvironmentofMatlab／Simulink，integratedsystemofASSandABSwassimulatedandtheresultsofsimulationwerecomparedandanalyzedunderintegratedcontrolandcombinedc

8、ontrol，fromwhichwecanseethatadoptingthestrategyofintegratedcontrolcannotonlyenhancethebrakeperformance，butalsoamelior