基于轮胎垂向力预测的车辆防侧翻控制策略研究

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1、中图分类号：U463.4论文编号：102870218-S016学科分类号：080204硕士学位论文基于轮胎垂向力预测的车辆防侧翻控制策略研究研究生姓名季林学科、专业车辆工程研究方向车辆动力学与控制指导教师赵万忠教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonVehicleAnti-rolloverControlStrategyB

2、asedonVerticalTireForcePredictionAThesisinVehicleEngineeringbyJiLinAdvisedbyProf.ZhaoWanzhongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获

3、得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要由于近年来汽车的普及，随之而来的交通事故发生率逐年增高，其中侧翻事故的伤亡率占比极高。防侧翻控制系统作为汽车主动安全技术中重要的一项研究，旨在通过对汽车底盘子系统的控制，最大程度降低车辆侧翻事故的发生率，从而降低交通事故的死亡率、提高车辆的安全水平，促使汽车往电气化、自动

4、化、智能化方向发展。因此，本文开展侧翻评价、预测及防侧翻控制策略等研究，对提高车辆主动安全性能具有十分重要的意义。本文的主要研究内容为：首先，建立车辆侧翻动力学模型，包括：三自由度整车动力学模型、驾驶员模型、主动转向系统模型及差动制动系统模型。其次，对常见的侧翻评价指标进行多工况的仿真对比分析，针对现有指标的对车辆侧翻过程描述不够精确的问题，提出新型轮胎垂向力侧翻评价指标，并以此为基础，融合导数及迭代预测理论，设计PVTF侧翻预警指标。在保证预测指标精度的前提下，进行预测时间的优化选择。最后，在PVTF指标的基础上，以主动前轮转向系统及差动制动

5、系统为控制对象，考虑控制器响应时间，外界干扰以及传感器噪声等因素对防侧翻控制系统的影响，设计基于PVTF指标的防侧翻阈值控制器，建立一种双自由度鲁棒防侧翻控制方法。通过上述问题的研究，为汽车主动安全系统的研究与开发提供理论支持。关键词：防侧翻，轮胎垂向力预测，稳定性，鲁棒性I基于轮胎垂向力预测的车辆防侧翻控制策略研究ABSTRACTDuetothepopularityofcarsinrecentyears,theincidenceoftrafficaccidentsisincreasingyearbyyearandtheratiooftheca

6、sualtyrateoftherolloveraccidentisveryhigh.Rolloverpreventionsystemactsasanimportantresearchontheautomobileactivesafetytechnique.Itsaimistoreducevehicle’srolloveraccidentrateandthedeathrateofthetrafficaccidents,improvethesafetylevelofthevehicle,promotetheautomobileelectrifica

7、tionandautomationandthedirectionofintelligencedevelopmentbycontrollingthechassissubsystem.Therefore,theresearchonrolloverevaluation,predictionandcontrolstrategybasedontireverticalforceisofgreatsignificanceforimprovingvehicleactivesafetyperformance.Firstofall,thevehiclerollov

8、erdynamicsmodelisestablishedincludingthreedegreesoffreedomvehicledynamicsmo