基于车辆稳定控制理论的越野车底盘集成控制策略研究

发布时间：2022-10-11 13:41

　　伴随科学技术与人民生活水平的提升,汽车作为一种重要的交通工具在我们的生活中起到了不可替代的作用。由于传统的汽车底盘各个电子控制系统主要是实现单一控制功能,而汽车底盘各控制系统之间在实际工作过程中存在着相互联系和相互藕合的关系。汽车底盘集成控制技术能够更为有效地提升汽车底盘控制的综合性能,已经成为了当前汽车电子控制领域的研究热点。为了提高汽车的安全性和稳定性,本文主要针对越野汽车防抱死制动系统ABS以及主动前轮转向系统AFS开展相关的集成控制研究工作。首先,建立了越野车前轮转向系统二自由度和七自由度整车动力学数学模型和Matlab/Simulink模型,并通过实车的操纵稳定性试验对所搭建的车辆模型进行了验证。其次,通过对汽车主动前轮转向AFS和汽车防抱制动控制ABS的控制策略进行分析选取,根据相应的控制策略设计了主动前轮转向系统AFS和防抱死制动系统ABS的Matlab/Simulink 控制器模型。最后,采用分层式集成控制方案,建立越野车主动前轮转向系统AFS和防抱死制动系统ABS的底盘集成控制Matlab/Simulink控制器模型,并进行特殊工况的仿真测试。在两种特殊的工况下,通过... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 防抱死制动系统概述
        1.1.1 防抱死制动技术的发展
        1.1.2 防抱死制系统的原理和结构
    1.2 主动前轮转向系统概述
        1.2.1 主动前轮转向技术的发展
        1.2.2 主动前轮转向系统的结构与原理
    1.3 汽车底盘集成控制发展现状
    1.4 汽车底盘集成控制概述
    1.5 研究目的和内容
第二章 车辆仿真模型的搭建
    2.1 车辆仿真模型总体方案
    2.2 车辆仿真数学模型
        2.2.1 二自由度车辆参考模型
        2.2.2 七自由度整车动力学模型
        2.2.3 轮胎模型
    2.3 车辆仿真模型的搭建
        2.3.1 基于Matlab/Simulink建立模型
    2.4 车辆模型的实车操纵稳定性验证试验
        2.4.1 试验前期准备
        2.4.2 试验车辆及场地
        2.4.3 试验的方案流程
        2.4.4 试验数据分析及模型验证
    2.5 本章小结
第三章 AFS控制模型设计
    3.1 转向系统动力学模型
    3.2 AFS控制策略简介
        3.2.1 PID控制
        3.2.2 H~∞控制
    3.3 PID控制原理
    3.4 AFS分数阶PID控制器设计
        3.4.1 分数阶PID控制算法
        3.4.2 分数阶PID控制器设计
        3.4.3 分数阶PID控制器控制算法步骤
        3.4.4 分数阶PID控制器参数整定方法
        3.4.5 分数阶PID控制器的数值实现
    3.5 本章小结
第四章 ABS控制模型设计
    4.1 制动系统动力学模型
    4.2 ABS控制策略简介
        4.2.1 逻辑门限值控制
        4.2.2 模糊控制
    4.3 模糊控制器的工作原理
    4.4 模糊控制器设计设计步骤
        4.4.1 定义输入与输出量
        4.4.2 模糊控制规则设计
        4.4.3 定义模糊子集
        4.4.4 模糊控制规则建立
        4.4.5 精确量与模糊量的相互转换
        4.4.6 模糊控制算法的实现
    4.5 本章小结
第五章 ABS与AFS的协调控制及仿真分析
    5.1 集成控制概述
        5.1.1 分散式控制结构
        5.1.2 集中式控制结构
        5.1.3 分层式控制结构
    5.2 底盘各子系统动力耦合关系
    5.3 分层式结构协调控制算法研究
        5.3.1 转向行驶的稳态响应类型识别
    5.4 协调控制的仿真分析
        5.4.1 前轮角阶跃输入下的转向制动工况仿真
        5.4.2 前轮正弦输入下的转向制动工况仿真
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车底盘系统协同控制[J]. 李果,郭亭亭,刘亚赟.  北京信息科技大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]基于汽车底盘集成控制与最新技术的研究[J]. 马岩,刘哲,刘光利,孙岳,郑仰利,孙丰.  轻型汽车技术. 2012 (09)
[3]防抱制动系统液压控制单元性能试验研究[J]. 张新,刘芳,信瑛楠,何志坤.  公路与汽运. 2011(02)
[4]汽车主动转向附加前轮转角控制的研究[J]. 张红党,杨宏图,卞荣花.  农业装备与车辆工程. 2010(11)
[5]基于主动前轮转向横摆角速度反馈控制的研究[J]. 张红党,商高高.  机械设计与制造. 2009(04)
[6]预测步长自调整的ASS与EPS灰预测模糊集成控制[J]. 陈龙,聂佳梅,江浩斌,汪若尘,张孝良.  汽车工程. 2009(02)
[7]四轮转向和差动制动联合控制的车辆横摆动力学[J]. 李彬,喻凡.  农业机械学报. 2008(12)
[8]基于亿恒C164CI汽车防抱死制动系统控制器[J]. 楼媛媛,张新,杨秀芳.  重庆工学院学报(自然科学版). 2008(07)
[9]汽车主动前轮转向和防抱死制动协调控制[J]. 王其东,王霞,陈无畏,秦炜华.  农业机械学报. 2008(03)
[10]基于主动转向技术的汽车制动稳定性控制[J]. 赵伟,魏朗,周志立,张韡.  农业机械学报. 2008(02)

博士论文
[1]自主泊车系统关键技术研究[D]. 宋金泽.国防科学技术大学 2009
[2]汽车底盘系统分层式协调控制研究[D]. 初长宝.合肥工业大学 2008

硕士论文
[1]汽车主动横向稳定杆与主动前轮转向协调控制研究[D]. 吕绪宁.湖南大学 2014
[2]基于模型预测控制的底盘分层集成控制算法研究[D]. 梁赫奇.吉林大学 2011
[3]汽车ABS的控制算法与仿真研究[D]. 李志高.武汉理工大学 2011
[4]汽车底盘电控系统集成控制策略研究[D]. 杨玲敏.西南交通大学 2010
[5]轻型汽车防抱死制动与主动前轮转向集成控制研究[D]. 董宁.吉林大学 2008
[6]汽车ABS测试系统的开发与试验研究[D]. 魏胜.吉林大学 2005
[7]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005



本文编号：3690674