汽车操纵稳定性控制的研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要随着我国经济的发展，道路环境有了很大的提高，汽车行驶速度也随之提高，人们对行车安全的要求越来越高，汽车的安全性成为当前汽车研究中重要的部分。以ESP为代表的车辆稳定性控制系统成为了近年来汽车主动安全领域研究的重点。ESP作为主动安全装置，主要是通过对四个车轮制动力的控制及必要时对发动机扭矩进行控制，使车辆产生有效的横摆力矩来抑制车辆过多或不足转向，旨在危险发生前主动做出反应，避免事故发生。论文首先从理论上介绍了稳定性控制系统的发展概况、组成结构以及工作原理。再以汽车系统动力学为基础，建立

2、了车辆八自由度非线性动力学模型、“魔术公式”轮胎模型和参考模型，用于理论研究。在Matlab／Smulink中对上述模型进行了详细的建模，并对整车模型在高、低路面附着系数上进行了仿真验证。接着通过对汽车稳定性控制原理的详细分析，选取横摆角速度和质心侧偏角为控制变量。针对汽车操纵稳定性控制系统非线性、时变性的特点，依据PID控制和模糊控制各自的特点，分别设计了基于横摆角速度和质心侧偏角的联合模糊控制器和联合模糊自适应PID控制器，控制器的输出为使车辆恢复到稳定状态所需的附加横摆力矩。接着研究了附加横摆力矩的两种实

3、现策略：差动制动和扭矩主动分配策略。对于差动制动，通过对各制动车轮对横摆力矩影响的仿真分析，决定采用单轮制动的方式，并制定了主动制动车轮的选择策略。对于扭矩主动分配差速技术，通过对其技术依据的介绍，设计了基本结构，经过深入分析得出了其控制规律。最后将建立的整车模型、两种控制器以及附加横摆力矩实现模块组成车辆稳定性控制系统仿真模型，在易于失稳的湿滑路面进行了几种典型工况的仿真，仿真结果表明：所设计的控制器和实现策略能实汽车操纵稳定性控制研究现对车辆稳定性的较好控制，提高了车辆操纵稳定性。关键词：稳定性控制，模糊控

4、制，模糊白适应PID控制，差动制动，扭矩主动分配，仿真分析Ⅱ江苏大学硕士学位论文Withthedevelopmentofeconomyinourcountry，theroadenvironmenthasbeenimprovedgreatly．Thereisallincreasingdemandforthedrivingsafetyofvehicles．Automotivesafetyhasbecomeallimportantresearchproject．Vehiclestabilitycontrolhasbe

5、comethefocusofthestudyinthefieldofvehicleactivesafetyrepresentedbyElectronicStabilityProgram(ESP)．Astheinitiativesafetyequipment，ESPMainlycontrolsbrakingforceoffourwheels，andalsoenginetorqueifnecessary，producingeffectiveyawmomenttopreventoversteeringorunders

6、teering．ItCanactinitiativelybeforedanger．Firstly，thepaperintroducesthegeneraldevelopment，thestructurecompositionandworkingprinciple．Thenbasedonthevehicledynamicstheory，the8-DOFofvehicledynamicsmodelbasedontheH．B．Pacejkatyremodelandvehiclereferencemodelateest

7、ablishedindetailbyusingtheMatlab／Simulink．Inordertovalidatethesimulationmodel，simulationisperformedonhighandlowadhesionroad．Thispaperfullyanalysesthecontrolprinciple．Yawrateandsideslipangleareselectedascontrolvariables．Vehiclestabilitycontrolisatypicalnonlin

8、ear，time-delayandtime-varyingparametersystem．Tocounterthecharacteristics，accordingtoPIDandFuzzycontrolcharacteristics，acombinedfuzzycontrollerandCombinedSelf-adaptiveFuzzyPIDControlleratedesigne