典型工况下ESP与EPS协调控制研究

发布时间：2017-09-04 03:33

  本文关键词：典型工况下ESP与EPS协调控制研究

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【摘要】：随着汽车电子技术的不断发展,装配于车辆底盘的控制系统越来越多,关于各系统之间的集成控制研究已经成为底盘控制技术领域的一大研究热点。其中电子稳定程序(ESP, Electronic Stability Program)与电动助力转向系统(EPS, Electronic Power Steering)都与车辆的操作稳定性有着密切的关系,关于这两个系统的集成控制有着较好的实用性和推广价值。本文针对ESP系统典型的三种工作工况：紧急避障、分离系数路面制动、低附路面转向,分析其在工作时与EPS的耦合关系,采用分层式协调控制结构,对这三种工况下ESP与EPS的协调控制进行研究。本文所设计的ESP与EPS的协调控制结构有三层结构,上层为协调控制层,用于工况识别、参数估计和车辆运动状态判断,根据车辆所处工况和运动状态选择相应控制策略并输出协调控制指令；中层为ESP和EPS子系统控制层,根据协调控制指令运行局部最优算法,输出控制器指令：下层为子系统执行器,根据控制器指令对车辆进行相应控制。根据研究需要,本文分别建立整车七自由度车辆模型和两自由度参考模型,ESP液压制动系统模型和EPS系统模型,用以对车辆状态进行估计和方便建立仿真模型；并且对协调控制层需要用到的车辆状态量质心侧偏角和车辆纵向车速进行估计。基于所建立模型和估计参数的基础上,针对紧急避障、分离系数路面制动、低附路面转向三种工况,对车辆的行驶状态以及ESP和EPS的工作特性进行分析,设计相应工况下ESP与EPS的协调控制策略以及工况识别方法。最后在Simulink中搭建仿真模型,对分离系数路面制动和低附路面转向两种工况的协调控制策略与Carsim进行联合仿真；在完成ESP控制器设计开发的基础上,搭建ESP实验台架,结合实验室已有的EPS实验台,对高速紧急避障协调控制策略进行硬件在环实验。仿真和实验结果表明,针对不同工况所设计的协调控制策略,对车辆的操作稳定性都有一定程度上的改善。
【关键词】：电子稳定程序 电动助力转向 典型工况 协调控制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4;U463.6
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-25
• 1.1 车辆稳定性控制系统16-18
• 1.1.1 ESP简介及发展状况16
• 1.1.2 ESP基本结构与工作原理16-18
• 1.2 电动助力转向系统18-20
• 1.2.1 EPS系统简介18-19
• 1.2.2 EPS基本结构与工作原理19-20
• 1.3 ESP与EPS协调控制研究20-22
• 1.3.1 协调控制基本思想20-21
• 1.3.2 协调控制研究现状21-22
• 1.4 本文研究目的和意义及主要研究内容22-25
• 1.4.1 研究目的和意义22-24
• 1.4.2 主要研究内容24-25
• 第二章 各系统建模与关键参数估计25-39
• 2.1 协调控制系统相关系统建模25-30
• 2.1.1 整车模型25-27
• 2.1.2 ESP液压制动系统模型27-30
• 2.1.3 EPS系统模型30
• 2.2 关键参数估计30-37
• 2.2.1 质心侧偏角估计30-35
• 2.2.2 纵向车速估计35-37
• 2.3 本章小结37-39
• 第三章 典型工况下ESP与EPS协调控制策略设计39-58
• 3.1 协调控制系统结构39-40
• 3.2 协调控制策略设计40-57
• 3.2.1 高速紧急避障40-47
• 3.2.2 分离系数路面47-53
• 3.2.3 低附路面转向53-57
• 3.3 本章小结57-58
• 第四章 协调控制策略仿真与硬件在环实验58-72
• 4.1 协调控制策略仿真58-61
• 4.1.1 分离系数路面制动工况58-60
• 4.1.2 低附路面转向工况60-61
• 4.2 硬件在环实验61-71
• 4.2.1 硬件在环实验平台开发62-63
• 4.2.2 ESP控制器设计63-68
• 4.2.3 硬件在环实验验证68-71
• 4.3 本章小结71-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 5.1 全文总结72
• 5.2 展望72-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况77

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本文编号：789134