汽车ESP系统控制策略的仿真研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2014年(第36卷)第8期AutomotiveEngineering2014(Vo1．36)No．82014186汽车ESP系统控制策略的仿真研究颜娟娟，夏长高(江苏大学汽车与交通工程学院，镇江212013)[摘要]在Maflab／Simulink中建立了“魔术公式”轮胎模型和8自由度整车动力学模型。针对ESP系统的非线性时变特性，设计了基于横摆角速度和质心侧偏角的联合模糊控制器，提出了附加横摆力矩的转矩主动分配策略，并在易于失稳的湿滑路面上进行了典型工况的仿真。结果表明：所设计的控制器和提出的分配策

2、略可以实现对车辆稳定性的较好控制。关键词：电子稳定程序；联合模糊控制；转矩主动分配；仿真ASimulationResearchontheControlStrategyofVehicleESPSystemYanJuanjusa＆XiaChanggaoSchoolofAutomobileandTransportationEngineering，JiangsuUniversity，Zhenfiang212013[Abstract]An8DOFvehicledynamicsmodelbasedonmagicfo~ulatiremodelisestabli

3、shedwithMatlab／Simulink．InviewofthenonlinearandtimevaryingfeaturesofESPsystem，acombinedfuzzycontrollerbasedonyawrateandmasscentersideslipangleisdesigned．Anactivetorquedistributionstrategyofadditionalyawmomentispro-posedandasimulationoninstability-pronewet—slipperyroadsurfacew

4、ithtypicalworkingconditionsisconducted．Theresultsshowthatthedesignedcontrollerandproposedstrategycanachievebettercontrolofvehiclestability．Keywords：ESP；combinedfuzzycontrol；activetorquedistribution；simulation典型工况进行了仿真研究。日『J舌1车辆动力学模型的建立电子稳定程序(ESP)是行驶车辆的一种主动安全系统，在ABS和TCS的基础上增加了

5、主动横摆控根据研究的实际需要，本文建立了8自由度(车制的功能，使汽车在制动、驱动和转向时的稳定行驶身横向、纵向、横摆、侧倾和4个车轮旋转)非线性模得到了保障¨J。ESP作为先进的主动安全系统，其型，如图1所示。ECU的软、硬件设计最为关键，其中的控制方法是目动力学方程为前汽车界研究的热点。近几年，国内外学者开始应m(bx-)=(1+)cos8一(1+)sin6+F~+用现代控制理论进行汽车稳定性控制及其仿真研(1)究，取得了明显的控制效果。m(y+移)=(Fy1+F)cosS+(Fx1+F以)sinB+Fr3+’一本文中建立了8自由度整车模型，设

6、计了基于(2)模糊控制的横摆角速度和质心侧偏角的联合模糊控ff(。)cos8+d(制器；对控制器的输出附加横摆力矩的分配，本文中=一)sin6+没有采取以往大多数学者研究的差动制动方式，而d(F是研究了转矩主动分配策略，独立设计出控制效果x2-Fx1)c。+詈(Fx4-Fx3)-fr(+(3)更好的转矩主动分配基本结构；最后对汽车的两种原稿收到日期为2012年8月16日，修改稿收到日期为2012年10月22日。学兔兔www.xuetutu.com·990·汽车工程2014年(第36卷)第8期F--、＼二F，dD(z)、，，}一嘶／、＼二FF图1整

7、车动力学模型Ixsi9一mh(y+)，)=mgh。simp一(+)一(+c)p状因子，计算侧向力时取C=1．30，计算纵向力时取(4)c=1．65；D为峰值因子，D=n+口2；E为曲率因fJwio=一R一，z=1，2⋯子，E=a6+口，+Ⅱ。。以上各式中a为拟合系数【．，io=一fR—Ibl，i=3，4(i=l，⋯，12)，取值可通过对实验数据拟合得到。式中：为整车质量；m为车辆悬挂质量；，2为横摆各车轮垂直载荷为转动惯量；为悬挂质量绕轴的转动惯量；为车辆质心高度；。为质心到侧倾中心的高度；、分譬一一卜别为前后轴侧倾角刚度；cc分别为前后轴侧倾角

8、阻尼；d为轮距；ff、z分别为质心到前后轴的距离；譬一譬+)+为横摆角速度；为前轮转角；妒为车身侧倾角；P为侧倾角速度；为纵向车速；为侧