基于车身姿态优化的车辆底盘集成控制策略的研究

发布时间：2017-11-16 22:00

  本文关键词：基于车身姿态优化的车辆底盘集成控制策略的研究

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【摘要】：车辆行驶时路况是复杂多变的,车身姿态也会随之发生改变。即使在平坦道路上,也会因路面的凸起或凹坑引起车轮跳动,将路面的振动冲击传递给车辆,从而影响车辆的行驶性能和人们的乘坐感受。随着人们对车辆行驶性能要求的不断提高,需要提升车辆的主动控制能力来适应不同工况。而不同工况下参与操作的子系统有所不同,车身姿态优化的控制目标也不一样,所以要结合车辆底盘子系统的功用进行集成控制,将车身姿态的变化控制在合适的范围内,提高车辆的行驶性能。本文利用悬架系统、转向系统和制动系统在侧向、纵向和垂向上的耦合关系,结合四轮转向、主动悬架、防抱死制动系统这三个底盘主动控制技术,研究车辆在直线行驶时紧急制动、高速转弯行驶工况以及转弯制动工况下车身姿态的优化问题。首先,简要叙述车辆底盘集成控制和车身姿态控制的研究现状。基于车辆系统动力学理论,考虑路面的不平激励和轮胎模型的非线性特性,建立了半车和整车的底盘子系统数学模型,并给出不同工况下轮胎垂直载荷变动模型。然后,基于现代控制理论,对悬架、转向和制动系统分别进行了主动控制器设计,并利用MATLAB/Simulink进行了建模仿真,比较说明了主动控制器在车身姿态和性能改善方面的优势。最后,针对直线制动工况、转弯行驶工况和转弯制动工况分别设计相应的控制策略,并进行仿真分析。在直线制动工况下,提出一种半车制动系统和悬架系统的协调控制策略,通过两种路面上的仿真分析证明所提协调控制能够抑制车身俯仰运动,同时提高制动效能。转弯工况下的研究是从车身侧倾角控制和防侧翻控制两方面进行:设计模糊自适应PID侧倾控制器,联合整车四轮转向和主动悬架,兼顾了车身侧倾姿态和侧向稳定性;就高速转向行驶时车辆的侧倾稳定性进行了研究,利用差动制动控制方法进行防侧翻控制。转弯制动工况下集成悬架、转向和制动系统,提出集成控制策略,通过四种组合下车辆仿真比较说明所提集成控制在改善车身姿态方面是有效的,同时能够提高车辆的操纵稳定性、乘坐舒适性和行车安全性。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.1

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本文编号：1193780