發(fā)布時(shí)間：2020-11-13 13:16

　　 隨著我國(guó)汽車工業(yè)和技術(shù)高速發(fā)展,汽車自身的安全性也日益突出,ESP系統(tǒng)作為汽車主動(dòng)安全領(lǐng)域的核心保障之一,對(duì)ESP系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)一直是汽車行業(yè)的重點(diǎn)。伴隨著全球能源危機(jī)的不斷擴(kuò)大,汽車電動(dòng)化的發(fā)展需求已經(jīng)迫在眉睫,四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)和分布式驅(qū)動(dòng)必然是今后的重點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì),但其在車輛穩(wěn)定性控制上與傳統(tǒng)汽車有所區(qū)別,因此對(duì)現(xiàn)代ESP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提出新的要求,本文在此基礎(chǔ)上對(duì)ESP系統(tǒng)縱向力控制分配進(jìn)行初步研究。本文首先對(duì)ESP控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的探索和學(xué)習(xí),包括ESP系統(tǒng)研究意義、基本構(gòu)成和工作原理、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及關(guān)鍵技術(shù)等。然后對(duì)ESP整車非線性模型進(jìn)行建模,考慮到輪胎特性對(duì)車輛穩(wěn)定性的影響,對(duì)常用的“魔術(shù)公式”、HSRI輪胎模型和UA輪胎模型進(jìn)行輪胎特性的分析和建模,結(jié)合輪胎實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,選擇合適的HSRI模型,并在穩(wěn)態(tài)下,對(duì)整車非線性模型進(jìn)行的仿真驗(yàn)證。其次對(duì)控制變量進(jìn)行合適的選取和分析,并對(duì)控制變量名義值進(jìn)行詳細(xì)的修正,探討了在考慮車速和路面附著系數(shù)情況下車輛處于穩(wěn)定區(qū)域的條件,為后面控制器設(shè)計(jì)做鋪墊。針對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),采取分層控制的方式,上層為基于帶權(quán)重系數(shù)的橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角相結(jié)合的滑�？刂破骱突诰�性二次調(diào)節(jié)的LQR控制器設(shè)計(jì),并采用輸出附加橫擺力矩的方式直接輸入到整車模型,對(duì)上層設(shè)計(jì)的控制器控制效果進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。針對(duì)縱向力分配策略,設(shè)計(jì)了包含單輪制動(dòng)和雙輪制動(dòng)的純制動(dòng)模式,制動(dòng)-驅(qū)動(dòng)模式和純驅(qū)動(dòng)模式三種模式,依靠輸出附加橫擺力矩實(shí)時(shí)值和橫擺角速度理想值相結(jié)合的形式,對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別。并且三種模式均通過(guò)輪胎逆向模型充分考慮了側(cè)向力和縱向力之間的耦合。最后在低附高速的正弦遲滯工況下,對(duì)三種縱向力分配模式分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證和分析。研究結(jié)果表明:本文所設(shè)計(jì)的上層滑模變結(jié)構(gòu)控制器和LQR控制器均符合要求,三種縱向力分配模式也能夠滿足ESP控制效果,整車操縱穩(wěn)定性得到控制。多樣化的分配方式也為今后ESP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供借鑒。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.4
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外ESP控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 ESP控制原理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 ESP分配策略研究現(xiàn)狀
    1.3 ESP結(jié)構(gòu)原理和關(guān)鍵技術(shù)
        1.3.1 ESP的結(jié)構(gòu)和原理
        1.3.2 ESP的關(guān)鍵技術(shù)
    1.4 本文研究的內(nèi)容和章節(jié)安排
        1.4.1 本文研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 本文章節(jié)安排
第二章 整車非線性動(dòng)力學(xué)建模和驗(yàn)證分析
    2.1 輪胎模型
        2.1.1 魔術(shù)公式
        2.1.2 HSRI輪胎模型
        2.1.3 UA輪胎模型
        2.1.4 輪胎模型的選擇
    2.2 整車七自由度動(dòng)力學(xué)模型
    2.3 整車二自由度動(dòng)力學(xué)模型
    2.4 整車模型的驗(yàn)證和分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 ESP控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    3.1 控制變量的設(shè)計(jì)
        3.1.1 控制變量的選取
        3.1.2 控制變量名義值的修正
    3.2 汽車穩(wěn)定狀態(tài)的判斷
    3.3 ESP控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖
    3.4 ESP上層控制器的設(shè)計(jì)
        3.4.1 滑�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
        3.4.2 LQR控制器的設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 ESP系統(tǒng)縱向分配策略的設(shè)計(jì)
    4.1 純制動(dòng)縱向力分配策略
        4.1.1 單輪制動(dòng)
        4.1.2 雙輪制動(dòng)
    4.2 制動(dòng)-驅(qū)動(dòng)縱向力分配策略
    4.3 純驅(qū)動(dòng)縱向力分配策略
    4.4 本章小結(jié)
第五章 ESP系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
    5.1 ESP系統(tǒng)上層控制器的仿真驗(yàn)證
        5.1.1 雙移線實(shí)驗(yàn)工況的設(shè)定
        5.1.2 滑模控制器和LQR控制器仿真驗(yàn)證和對(duì)比
    5.2 ESP系統(tǒng)縱向力分配策略的仿真分析
        5.2.1 正弦遲滯實(shí)驗(yàn)工況的設(shè)定
        5.2.2 縱向力分配策略的仿真和分析
    5.3 三種模式結(jié)果綜合分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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1 余卓平;楊鵬飛;熊璐;;控制分配理論在車輛動(dòng)力學(xué)控制中的應(yīng)用[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年18期

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4 張向文;王飛躍;高彥臣;;輪胎穩(wěn)態(tài)模型的分析綜述[J];汽車技術(shù);2012年04期

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3 陳禹行;布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制研究[D];吉林大學(xué);2013年

4 陳國(guó)迎;四輪獨(dú)立線控電動(dòng)汽車試驗(yàn)平臺(tái)搭建與集成控制策略研究[D];吉林大學(xué);2012年

5 楊建森;面向主動(dòng)安全的汽車底盤集成控制策略研究[D];吉林大學(xué);2012年

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4 邱磊;汽車ESP控制系統(tǒng)建模及仿真研究[D];重慶大學(xué);2013年

5 馬曉;不同輪胎模型對(duì)重型載貨汽車整車性能仿真的影響分析[D];吉林大學(xué);2013年

6 張弦;汽車ESP系統(tǒng)仿真與研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

7 徐凌凡;基于輪胎非線性特性的四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車操縱穩(wěn)定性控制方法研究[D];華南理工大學(xué);2012年

8 唐耀朋;基于直接橫擺力矩控制的汽車ESP控制系統(tǒng)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2882232