基于时滞补偿的车辆扩稳控制研究

发布时间：2021-04-16 04:42

　　随着汽车保有量的增加,交通事故频发,汽车安全已经成为了日益严重的社会问题。主动安全主要用于避免事故,同时也有助于提高车辆的稳定性。车辆是具有参数不确定性、高度非线性动态特性及时滞等特点的耦合系统。执行机构时滞的存在会对车辆系统稳定性产生影响,甚至会造成汽车失稳。因此对车辆系统稳定性的研究不可避免的要考虑执行机构时滞的影响。特别是当系统处于高速或低附着路面行驶时,主动安全系统需要极快的响应时间,此时时滞对系统稳定性影响则更大。另外,目前整车线控驱动的技术快速发展,信号传输时滞尤为明显。为了提高车辆稳定性,本文分析时滞对车辆稳定性的影响,设计了基于时滞补偿的扩稳控制器。首先,对基于相平面的车辆稳定性及随机算法理论进行研究,建立不含时滞的车辆模型,并设计一个理想的基于模型预测（MPC）的稳定控制器,接着对模型中可能存在时滞的位置进行研究。通过ve DYNA和Matlab/Simulink联合仿真实验,分析了不同位置的时滞对车辆动态特性的影响。通过分析汽车失稳的原因,将汽车运动状态划分区域,进而辨识时滞边界,将得到的取值空间划分为稳定域、过渡域与不稳定域,将过渡域边界作为后续对车辆稳定性研究的... 

【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】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ESP结构框架（Bosch公司）

第1章绪论5图1.2ESC结构框架例如在严峻的道路条件下的极端操纵，侧向风力，轮胎压力的单方面损失，这种由不对称的车辆扰动引起的意外偏航干扰，可能会导致车辆发生危险的横向运动。安全驾驶要求驾驶员在这种危险情况下迅速做出反应，这基本是不可能的，因为可以将驾驶员建模为具有死区时间反应过度的高增益控制系统，从而导致不稳定。因此，通过主动车辆控制来避免这种灾难性状况，从而改善车辆横向稳定性已经并且正在继续成为积极研究的主题[19-20]。为了改善车辆的横向稳定性，自90年代中期以来，偏航稳定性控制系统已开发并商业化用于带内燃机的车辆[21]。针对车辆横向稳定性控制问题采用了不同的方法，例如差速制动以产生所需的稳定偏航力矩[22]。下面讨论了在给定情况下，哪种方法最适合车辆稳定控制取决于设计者的控制目标以及驾驶情况。例如，当横向加速度足够小时，在线性区域内的侧滑角就较校因此，通过主动转向系统可以获得良好的操纵性能。然而，在紧急情况下，为了避免侧滑或失稳，当侧向加速度和侧滑角变得重要时，仅通过转向控制不能获得期望的控制效果；而基于制动系统的直接偏航力矩控制可以显著提高操纵性能。当安全和稳定是唯一的目标时，制动系统比其他控制方法要好得多[25]。从对运动的横摆响应特性可以得知，在极限情况下，当驾驶员经常操纵方向盘时，这会增加横杆运动对汽车转向的迟来效应，从而导致其滑移，转向不足或过度转向。方向盘突然变到另一个值，这可能导致以下事实：汽车一侧的车轮脱离地面并迅速增加侧向加速度，这可能导致侧翻车[23-25]。由于系统不确定性的多样化，如何提升汽车横摆稳定性的问题是底盘控制的关键。文献[26]正是基于此提出了一种主动前轮控制问题的控制策略，已知该策

变附着


本文编号：3140762