模型驱动的汽车稳定性控制系统关键技术研究
发布时间：2021-11-01 17:20
电子稳定性控制系统（ESC）作为汽车底盘控制核心技术之一,其能够提高车辆行驶的稳定性与安全性。国外学者对其研究较早并且完成了产业化的开发,产品从需求分析到验收测试已经形成了一套完整的开发流程,产品占有率居于主导地位,导致ESC中的关键技术仅掌握在国外主动安全供应厂商并形成了技术壁垒。本文依托校企合作项目“汽车底盘扭矩控制模型开发”。在Simulink软件平台上,采用模型驱动技术建立了ESC开发和集成方法,对ESC中发动机扭矩调节控制、直接横摆力矩控制和多功能协调控制这三个关键模块的控制策略展开研究,并构建了整车参数匹配与标定参数策略。论文取得主要成果如下:（1）采用先进模型驱动技术,提出了适用于汽车稳定性控制的集成开发方法。指出了传统代码编写开发方式的局限性,在此基础上制定了模型驱动下控制软件开发原则和标准,包括从全局化原则出发以避免子系统交互关系模糊问题、采用系统级仿真可观测系统性能与子系统间的数据传递、基于模型驱动开发控制软件便于尽早发现设计阶段的漏洞;选择敏捷式开发模式以节约和降低复杂系统的开发时间和风险。针对模型驱动的特点,提出了ESC中各主要功能实时任务划分方法;基于ISO ...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照与英文缩写表
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 模型驱动的汽车稳定性控制策略研究现状
1.3 汽车稳定性控制系统开发技术的研究现状
1.3.1 汽车稳定性控制系统开发模式的研究现状
1.3.2 汽车稳定性控制系统开发工具的研究现状
1.3.3 汽车稳定性控制系统标定的研究现状
1.4 研究汽车稳定性控制系统关键技术的必要性
1.5 本文的主要研究内容和技术路线
第2章 模型驱动的汽车稳定性控制系统开发方法
2.1 引言
2.2 汽车稳定性控制系统开发方法的不足
2.2.1 稳定性控制系统开发过程中复杂性问题
2.2.2 稳定性控制系统开发过程中整体性问题
2.2.3 稳定性控制系统开发过程中局限性问题
2.3 汽车稳定性控制系统开发方法
2.3.1 汽车稳定性控制系统开发原则
2.3.2 汽车稳定性控制系统开发流程
2.3.3 汽车稳定性控制系统开发模式
2.4 本章小结
第3章 模型驱动的汽车稳定性控制软件与集成设计
3.1 引言
3.2 汽车稳定性控制系统软件架构设计
3.2.1 ABS控制架构
3.2.2 TCS控制架构
3.2.3 VDC控制架构
3.3 汽车稳定性控制系统关键模块设计
3.3.1 TCS发动机扭矩调节模块控制策略设计
3.3.2 直接横摆力矩控制策略设计
3.3.3 多功能协调控制策略设计
3.4 模型驱动的汽车稳定性控制系统集成设计方法
3.4.1 模型驱动的汽车稳定性控制系统的实时任务划分
3.4.2 模型驱动的汽车稳定性控制系统的层次化结构
3.4.3 模型驱动的汽车稳定性控制系统的信号流管理
3.4.4 模型驱动的汽车稳定性控制系统的参数文件管理
3.4.5 模型驱动的汽车稳定性控制系统的建模规范
3.5 本章小结
第4章 多模型交互的稳定性控制系统仿真验证
4.1 引言
4.2 多模块交互的仿真平台开发
4.3 基于整车一体化的AMESIM仿真模型
4.3.1 车身数学物理模型
4.3.2 转向系数学物理模型
4.3.3 发动机数学物理模型
4.3.4 传动系数学物理模型
4.3.5 轮胎数学物理模型
4.3.6 液压执行单元数学物理模型
4.4 基于模型驱动建立正向稳定控制系统的仿真验证
4.4.1 ABS控制性能仿真验证
4.4.2 TCS控制性能仿真验证
4.4.3 VDC控制性能仿真验证
4.4.4 多功能协调控制验证
4.5 本章小结
第5章 稳定性控制系统的整车匹配与参数标定策略
5.1 引言
5.2 汽车稳定性控制系统标定流程
5.3 汽车稳定性控制系统硬件匹配方法
5.3.1 车辆质心位置的匹配方法
5.3.2 转向系统中转向比的匹配方法
5.3.3 特征车速的计算方法
5.3.4 制动系统的匹配方法
5.3.5 车辆关键标定参数的选择
5.4 汽车稳定性控制系统软件标定策略的建立
5.4.1 标定参数的提取
5.4.2 标定参数可行域的确定
5.4.3 标定参数的整定方法
5.5 本章小结
第6章 实车测试平台搭建与性能验证
6.1 引言
6.2 实车性能测试平台的搭建
6.2.1 总体设计方案
6.2.2 机械结构设计
6.2.3 控制器及信号采集系统
6.3 将驾驶员作为输入对实车进行标定验证
6.3.1 ABS功能性能测试
6.3.2 TCS功能性能测试
6.3.3 VDC功能性能测试
6.3.4 实车性能测试评价
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文主要内容总结
7.2 主要创新点
7.3 进一步展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]底盘角系统制动颤振多体动力学建模与分析[J]. 张立军,闫国明,孟德建,余卓平. 同济大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]两种黑盒测试方法的比较分析[J]. 张新,焦豪. 电子技术与软件工程. 2018(07)
[3]结合运动仿真与阀信号检测的ESC HIL测试研究[J]. 李占旗,高继东,刘全周. 中国测试. 2018(03)
[4]混合动力整车控制器实时仿真平台开发[J]. 刘鹏,赵红,金振华,牛仁强,赵英良. 内燃机与动力装置. 2018(01)
[5]道路交通运输安全发展报告（2017）[J]. Matthias Gsul,胡予红,周旋,宁丙文,米建英,刘佳,王光远,王静,董晨,张露丹. 中国应急管理. 2018(02)
[6]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[7]路面峰值附着系数辨识算法研究[J]. 袁朝春,张龙飞,陈龙,何友国,沈捷,贝绍轶. 汽车工程. 2017(11)
[8]九家车企承诺2018新上市车型全系匹配ESC[J]. 汽车工艺师. 2017(11)
[9]电子信息装备体系对抗试验方法论[J]. 周波,戴幻尧,孔德培,王建路,汪连栋. 强激光与粒子束. 2017(11)
[10]前驱电动汽车防抱死制动中滑移率控制的动态负载模拟[J]. 张仲石,王丽芳,张俊智. 汽车工程. 2017(03)
博士论文
[1]乘用车ESC分层控制策略及液压执行单元控制算法的研究[D]. 刘刚.吉林大学 2018
[2]商用车动力学状态识别及稳定性协调控制研究[D]. 石冠男.吉林大学 2018
[3]汽车动力学控制系统中的状态参数实时估计与工程应用[D]. 陈鹏飞.吉林大学 2018
[4]插电式混合动力汽车整车控制器标定方法研究[D]. 段本明.吉林大学 2017
[5]商用车燃油经济性和排气余热回收的数学模型与影响研究[D]. 涂鸣.武汉理工大学 2015
[6]面向协同减排的城市能流—碳流系统分析模型及实例研究[D]. 常文韬.河北工业大学 2014
[7]纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D]. 周飞鲲.吉林大学 2013
[8]ESC液压执行单元的动态特性分析与综合仿真平台的建立[D]. 王伟玮.清华大学 2011
[9]轿车稳定性控制系统的状态参数估算及控制算法研究[D]. 张永生.吉林大学 2010
[10]基于ESC控制系统的ABS控制策略研究及试验[D]. 李建华.吉林大学 2010
硕士论文
[1]多电机速度同步控制系统控制策略研究[D]. 刘盼.辽宁工程技术大学 2017
[2]汽车电子稳定系统（ESC）建模及控制策略研究[D]. 张凡.南京理工大学 2017
[3]基于CCP协议的ESP在线标定系统的研究[D]. 杨攀.吉林大学 2016
[4]东风小康F505无级变速传动控制系统开发及其实验研究[D]. 郝桂丽.东北大学 2014
[5]基于汽车电子稳定控制系统整车参数匹配[D]. 宋明.上海交通大学 2012
[6]基于CCP协议的汽车ESP标定软件开发与应用[D]. 王昆.吉林大学 2012
[7]基于拉丁超立方试验设计的事故再现结果不确定性分析[D]. 戴英彪.长沙理工大学 2011
[8]TCS油门、制动及档位的综合控制策略研究[D]. 郑拓.吉林大学 2007
[9]TCS控制逻辑算法研究及NJ2045动力性换档规律制定[D]. 冯勇.吉林大学 2004
本文编号：3470493
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照与英文缩写表
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 模型驱动的汽车稳定性控制策略研究现状
1.3 汽车稳定性控制系统开发技术的研究现状
1.3.1 汽车稳定性控制系统开发模式的研究现状
1.3.2 汽车稳定性控制系统开发工具的研究现状
1.3.3 汽车稳定性控制系统标定的研究现状
1.4 研究汽车稳定性控制系统关键技术的必要性
1.5 本文的主要研究内容和技术路线
第2章 模型驱动的汽车稳定性控制系统开发方法
2.1 引言
2.2 汽车稳定性控制系统开发方法的不足
2.2.1 稳定性控制系统开发过程中复杂性问题
2.2.2 稳定性控制系统开发过程中整体性问题
2.2.3 稳定性控制系统开发过程中局限性问题
2.3 汽车稳定性控制系统开发方法
2.3.1 汽车稳定性控制系统开发原则
2.3.2 汽车稳定性控制系统开发流程
2.3.3 汽车稳定性控制系统开发模式
2.4 本章小结
第3章 模型驱动的汽车稳定性控制软件与集成设计
3.1 引言
3.2 汽车稳定性控制系统软件架构设计
3.2.1 ABS控制架构
3.2.2 TCS控制架构
3.2.3 VDC控制架构
3.3 汽车稳定性控制系统关键模块设计
3.3.1 TCS发动机扭矩调节模块控制策略设计
3.3.2 直接横摆力矩控制策略设计
3.3.3 多功能协调控制策略设计
3.4 模型驱动的汽车稳定性控制系统集成设计方法
3.4.1 模型驱动的汽车稳定性控制系统的实时任务划分
3.4.2 模型驱动的汽车稳定性控制系统的层次化结构
3.4.3 模型驱动的汽车稳定性控制系统的信号流管理
3.4.4 模型驱动的汽车稳定性控制系统的参数文件管理
3.4.5 模型驱动的汽车稳定性控制系统的建模规范
3.5 本章小结
第4章 多模型交互的稳定性控制系统仿真验证
4.1 引言
4.2 多模块交互的仿真平台开发
4.3 基于整车一体化的AMESIM仿真模型
4.3.1 车身数学物理模型
4.3.2 转向系数学物理模型
4.3.3 发动机数学物理模型
4.3.4 传动系数学物理模型
4.3.5 轮胎数学物理模型
4.3.6 液压执行单元数学物理模型
4.4 基于模型驱动建立正向稳定控制系统的仿真验证
4.4.1 ABS控制性能仿真验证
4.4.2 TCS控制性能仿真验证
4.4.3 VDC控制性能仿真验证
4.4.4 多功能协调控制验证
4.5 本章小结
第5章 稳定性控制系统的整车匹配与参数标定策略
5.1 引言
5.2 汽车稳定性控制系统标定流程
5.3 汽车稳定性控制系统硬件匹配方法
5.3.1 车辆质心位置的匹配方法
5.3.2 转向系统中转向比的匹配方法
5.3.3 特征车速的计算方法
5.3.4 制动系统的匹配方法
5.3.5 车辆关键标定参数的选择
5.4 汽车稳定性控制系统软件标定策略的建立
5.4.1 标定参数的提取
5.4.2 标定参数可行域的确定
5.4.3 标定参数的整定方法
5.5 本章小结
第6章 实车测试平台搭建与性能验证
6.1 引言
6.2 实车性能测试平台的搭建
6.2.1 总体设计方案
6.2.2 机械结构设计
6.2.3 控制器及信号采集系统
6.3 将驾驶员作为输入对实车进行标定验证
6.3.1 ABS功能性能测试
6.3.2 TCS功能性能测试
6.3.3 VDC功能性能测试
6.3.4 实车性能测试评价
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文主要内容总结
7.2 主要创新点
7.3 进一步展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]底盘角系统制动颤振多体动力学建模与分析[J]. 张立军,闫国明,孟德建,余卓平. 同济大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]两种黑盒测试方法的比较分析[J]. 张新,焦豪. 电子技术与软件工程. 2018(07)
[3]结合运动仿真与阀信号检测的ESC HIL测试研究[J]. 李占旗,高继东,刘全周. 中国测试. 2018(03)
[4]混合动力整车控制器实时仿真平台开发[J]. 刘鹏,赵红,金振华,牛仁强,赵英良. 内燃机与动力装置. 2018(01)
[5]道路交通运输安全发展报告（2017）[J]. Matthias Gsul,胡予红,周旋,宁丙文,米建英,刘佳,王光远,王静,董晨,张露丹. 中国应急管理. 2018(02)
[6]基于极限车速的车辆稳定性控制研究[J]. 金辉,李世杰. 汽车工程. 2018(01)
[7]路面峰值附着系数辨识算法研究[J]. 袁朝春,张龙飞,陈龙,何友国,沈捷,贝绍轶. 汽车工程. 2017(11)
[8]九家车企承诺2018新上市车型全系匹配ESC[J]. 汽车工艺师. 2017(11)
[9]电子信息装备体系对抗试验方法论[J]. 周波,戴幻尧,孔德培,王建路,汪连栋. 强激光与粒子束. 2017(11)
[10]前驱电动汽车防抱死制动中滑移率控制的动态负载模拟[J]. 张仲石,王丽芳,张俊智. 汽车工程. 2017(03)
博士论文
[1]乘用车ESC分层控制策略及液压执行单元控制算法的研究[D]. 刘刚.吉林大学 2018
[2]商用车动力学状态识别及稳定性协调控制研究[D]. 石冠男.吉林大学 2018
[3]汽车动力学控制系统中的状态参数实时估计与工程应用[D]. 陈鹏飞.吉林大学 2018
[4]插电式混合动力汽车整车控制器标定方法研究[D]. 段本明.吉林大学 2017
[5]商用车燃油经济性和排气余热回收的数学模型与影响研究[D]. 涂鸣.武汉理工大学 2015
[6]面向协同减排的城市能流—碳流系统分析模型及实例研究[D]. 常文韬.河北工业大学 2014
[7]纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D]. 周飞鲲.吉林大学 2013
[8]ESC液压执行单元的动态特性分析与综合仿真平台的建立[D]. 王伟玮.清华大学 2011
[9]轿车稳定性控制系统的状态参数估算及控制算法研究[D]. 张永生.吉林大学 2010
[10]基于ESC控制系统的ABS控制策略研究及试验[D]. 李建华.吉林大学 2010
硕士论文
[1]多电机速度同步控制系统控制策略研究[D]. 刘盼.辽宁工程技术大学 2017
[2]汽车电子稳定系统（ESC）建模及控制策略研究[D]. 张凡.南京理工大学 2017
[3]基于CCP协议的ESP在线标定系统的研究[D]. 杨攀.吉林大学 2016
[4]东风小康F505无级变速传动控制系统开发及其实验研究[D]. 郝桂丽.东北大学 2014
[5]基于汽车电子稳定控制系统整车参数匹配[D]. 宋明.上海交通大学 2012
[6]基于CCP协议的汽车ESP标定软件开发与应用[D]. 王昆.吉林大学 2012
[7]基于拉丁超立方试验设计的事故再现结果不确定性分析[D]. 戴英彪.长沙理工大学 2011
[8]TCS油门、制动及档位的综合控制策略研究[D]. 郑拓.吉林大学 2007
[9]TCS控制逻辑算法研究及NJ2045动力性换档规律制定[D]. 冯勇.吉林大学 2004
本文编号：3470493
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