主动前轮转向与主动稳定杆协调控制研究

发布时间：2021-04-27 10:40

　　随着汽车技术不断升级,底盘主动控制功能逐渐增多,但同时也带来多系统集成控制问题。主动前轮转向（AFS,Active Front-wheel Steering）通过附加额外转向自由度,扩展了转向系统可变转向比功能;主动稳定杆（ASB,Active Stabilizer Bar）使得悬架系统侧倾角刚度可变,通过主动扭转力矩,对车辆侧倾姿态实时控制,降低车辆侧翻风险。针对未来底盘集成化时需要考虑耦合控制问题,本文对双系统协调控制进行了深入研究。首先,利用MATLAB/Simulink^?软件建立了车辆动力学模型、作动器模型以及驾驶员模型,并利用Carsim^?进行了对比验证与分析。其次,对于主动前轮转向系统,上层采用S函数设计理想转向比曲线计算附加转向角度,底层作动器进行角度随动控制;对于主动稳定杆系统,利用分段函数设计侧倾角目标值,并设计滑模控制律计算主动控制力矩,底层作动器实现力矩响应,改善车辆侧倾性能。然后,通过对比多种系统集成控制方法,指出分散控制性能有限,集中控制扩展性差,协调控制是组织多系统的优选架构。进而通过理论分析两者系统的运动与控制耦... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 主动前轮转向与主动稳定杆协调控制的研究背景
    1.2 主动前轮转向系统的原理与研究现状
    1.3 主动稳定杆系统的原理与研究现状
    1.4 主动前轮转向与主动稳定杆协调控制研究现状
    1.5 本文主要研究内容
2 车辆系统建模
    2.1 车辆动力学模型
        2.1.1 模型假设
        2.1.2 整车模型
        2.1.3 轮胎模型
    2.2 转向系统模型
    2.3 驾驶员模型
    2.4 执行器模型
    2.5 模型验证
    2.6 本章小结
3 独立控制系统设计
    3.1 主动前轮转向系统设计
        3.1.1 理想转向比设计
        3.1.2 转向角度随动控制
    3.2 主动稳定杆系统设计
        3.2.1 侧倾控制原理
        3.2.2 侧倾控制目标
        3.2.3 侧倾控制算法
        3.2.4 电机力矩控制
    3.3 本章小结
4 协调控制系统设计
    4.1 多系统集成控制方法
    4.2 双系统耦合作用分析
        4.2.1 动力学耦合分析
        4.2.2 控制逻辑耦合分析
    4.3 双系统协调机制设计
    4.4 容错功能设计
    4.5 本章小结
5 离线仿真试验研究
    5.1 独立系统基本功能仿真
        5.1.1 理想转向比功能仿真
        5.1.2 侧倾姿态控制功能仿真
    5.2 协调控制系统仿真
        5.2.1 阶跃工况仿真
        5.2.2 双移线工况仿真
        5.2.3 ESP对比试验
    5.3 系统失效容错仿真
        5.3.1 阶跃工况仿真
        5.3.2 双移线工况仿真
    5.4 本章小结
6 台架试验研究
    6.1 台架试验方法
    6.2 台架结构组成
    6.3 台架试验研究
        6.3.1 作动器试验
        6.3.2 一般工况试验
        6.3.3 故障工况试验
    6.4 本章总结
7 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3163320