本文關鍵詞：基于差動制動的汽車防側翻控制研究

  更多相關文章： 防側翻 狀態(tài)觀測 遺傳算法 模型預測控制 控制器

【摘要】：隨著社會的進步和人們生活水平的提高,車輛安全問題成為日益關注的主題。其中汽車側翻問題產(chǎn)生的影響深遠,對人員財產(chǎn)安全形成極大威脅�；诓顒又苿拥姆纻确刂扑璧挠布杀据^低,無需加裝昂貴的傳感器及執(zhí)行器,成為防側翻控制領域中相關研究的首要選擇。本文對車輛防側翻問題進行了相關研究,包括車輛動力學模型的建立、車輛穩(wěn)定性控制器的設計、車身狀態(tài)觀測器的搭建以及防側翻控制算法的開發(fā)。首先,建立了四輪四自由度車輛模型,包括車輛的車身縱向運動、橫向運動、橫擺運動、側傾運動,同時考慮了車輛運動過程中的垂向載荷變化及橫向載荷轉移。輪胎模型采用魔術公式,同時加入了附著橢圓對橫縱向力的修正。其次,開發(fā)了車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器,主要包括的模塊:控制器主控單元、輪速處理模塊、電源供電模塊、電機電磁閥驅動模塊、通訊模塊、組合傳感器測量模塊等。進行了原理圖設計及PCB板布線設計,優(yōu)化了布線空間及板層規(guī)劃,考慮了電磁兼容性和環(huán)境可靠性。再次,搭建了車輛狀態(tài)觀測器,對車輛側偏角、側傾角進行實時觀測。結合傳統(tǒng)的擴展卡爾曼濾波,引入基于權重系數(shù)的融合算法,并通過遺傳算法對等效側傾剛度和等效側傾阻尼進行最優(yōu)化。通過CarSim和Matlab/Simulink聯(lián)合仿真,在高附和低附條件下檢驗了觀測算法的估算效果,并最終通過實車試驗驗證了該車輛狀態(tài)觀測器的可靠性和魯棒性。最后,設計了車輛防側翻控制算法,基于觀測到的車輛狀態(tài)提出了側翻指標名義值的一種算法,采用模型預測控制的方法,將非線性模型進行線性化,明確了最優(yōu)控制中的約束問題。通過CarSim和Simulink聯(lián)合仿真進行驗證,高附的魚鉤試驗表明該控制算法提升了車輛的防側翻穩(wěn)定性和行駛的安全性,能夠有效的避免車輛側翻的發(fā)生。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U461.6

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