模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-11-01 17:20
電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESC)作為汽車底盤控制核心技術(shù)之一,其能夠提高車輛行駛的穩(wěn)定性與安全性。國外學(xué)者對其研究較早并且完成了產(chǎn)業(yè)化的開發(fā),產(chǎn)品從需求分析到驗收測試已經(jīng)形成了一套完整的開發(fā)流程,產(chǎn)品占有率居于主導(dǎo)地位,導(dǎo)致ESC中的關(guān)鍵技術(shù)僅掌握在國外主動安全供應(yīng)廠商并形成了技術(shù)壁壘。本文依托校企合作項目“汽車底盤扭矩控制模型開發(fā)”。在Simulink軟件平臺上,采用模型驅(qū)動技術(shù)建立了ESC開發(fā)和集成方法,對ESC中發(fā)動機扭矩調(diào)節(jié)控制、直接橫擺力矩控制和多功能協(xié)調(diào)控制這三個關(guān)鍵模塊的控制策略展開研究,并構(gòu)建了整車參數(shù)匹配與標(biāo)定參數(shù)策略。論文取得主要成果如下:(1)采用先進(jìn)模型驅(qū)動技術(shù),提出了適用于汽車穩(wěn)定性控制的集成開發(fā)方法。指出了傳統(tǒng)代碼編寫開發(fā)方式的局限性,在此基礎(chǔ)上制定了模型驅(qū)動下控制軟件開發(fā)原則和標(biāo)準(zhǔn),包括從全局化原則出發(fā)以避免子系統(tǒng)交互關(guān)系模糊問題、采用系統(tǒng)級仿真可觀測系統(tǒng)性能與子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞、基于模型驅(qū)動開發(fā)控制軟件便于盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計階段的漏洞;選擇敏捷式開發(fā)模式以節(jié)約和降低復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)時間和風(fēng)險。針對模型驅(qū)動的特點,提出了ESC中各主要功能實時任務(wù)劃分方法;基于ISO ...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:191 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要符號對照與英文縮寫表
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制策略研究現(xiàn)狀
1.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)模式的研究現(xiàn)狀
1.3.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)工具的研究現(xiàn)狀
1.3.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)標(biāo)定的研究現(xiàn)狀
1.4 研究汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的必要性
1.5 本文的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
第2章 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)方法
2.1 引言
2.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)方法的不足
2.2.1 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)過程中復(fù)雜性問題
2.2.2 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)過程中整體性問題
2.2.3 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)過程中局限性問題
2.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)方法
2.3.1 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)原則
2.3.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)流程
2.3.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)模式
2.4 本章小結(jié)
第3章 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制軟件與集成設(shè)計
3.1 引言
3.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計
3.2.1 ABS控制架構(gòu)
3.2.2 TCS控制架構(gòu)
3.2.3 VDC控制架構(gòu)
3.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)關(guān)鍵模塊設(shè)計
3.3.1 TCS發(fā)動機扭矩調(diào)節(jié)模塊控制策略設(shè)計
3.3.2 直接橫擺力矩控制策略設(shè)計
3.3.3 多功能協(xié)調(diào)控制策略設(shè)計
3.4 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)集成設(shè)計方法
3.4.1 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的實時任務(wù)劃分
3.4.2 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)
3.4.3 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的信號流管理
3.4.4 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的參數(shù)文件管理
3.4.5 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的建模規(guī)范
3.5 本章小結(jié)
第4章 多模型交互的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)仿真驗證
4.1 引言
4.2 多模塊交互的仿真平臺開發(fā)
4.3 基于整車一體化的AMESIM仿真模型
4.3.1 車身數(shù)學(xué)物理模型
4.3.2 轉(zhuǎn)向系數(shù)學(xué)物理模型
4.3.3 發(fā)動機數(shù)學(xué)物理模型
4.3.4 傳動系數(shù)學(xué)物理模型
4.3.5 輪胎數(shù)學(xué)物理模型
4.3.6 液壓執(zhí)行單元數(shù)學(xué)物理模型
4.4 基于模型驅(qū)動建立正向穩(wěn)定控制系統(tǒng)的仿真驗證
4.4.1 ABS控制性能仿真驗證
4.4.2 TCS控制性能仿真驗證
4.4.3 VDC控制性能仿真驗證
4.4.4 多功能協(xié)調(diào)控制驗證
4.5 本章小結(jié)
第5章 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的整車匹配與參數(shù)標(biāo)定策略
5.1 引言
5.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)標(biāo)定流程
5.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)硬件匹配方法
5.3.1 車輛質(zhì)心位置的匹配方法
5.3.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向比的匹配方法
5.3.3 特征車速的計算方法
5.3.4 制動系統(tǒng)的匹配方法
5.3.5 車輛關(guān)鍵標(biāo)定參數(shù)的選擇
5.4 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)軟件標(biāo)定策略的建立
5.4.1 標(biāo)定參數(shù)的提取
5.4.2 標(biāo)定參數(shù)可行域的確定
5.4.3 標(biāo)定參數(shù)的整定方法
5.5 本章小結(jié)
第6章 實車測試平臺搭建與性能驗證
6.1 引言
6.2 實車性能測試平臺的搭建
6.2.1 總體設(shè)計方案
6.2.2 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.2.3 控制器及信號采集系統(tǒng)
6.3 將駕駛員作為輸入對實車進(jìn)行標(biāo)定驗證
6.3.1 ABS功能性能測試
6.3.2 TCS功能性能測試
6.3.3 VDC功能性能測試
6.3.4 實車性能測試評價
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 全文主要內(nèi)容總結(jié)
7.2 主要創(chuàng)新點
7.3 進(jìn)一步展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]底盤角系統(tǒng)制動顫振多體動力學(xué)建模與分析[J]. 張立軍,閆國明,孟德建,余卓平. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[2]兩種黑盒測試方法的比較分析[J]. 張新,焦豪. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(07)
[3]結(jié)合運動仿真與閥信號檢測的ESC HIL測試研究[J]. 李占旗,高繼東,劉全周. 中國測試. 2018(03)
[4]混合動力整車控制器實時仿真平臺開發(fā)[J]. 劉鵬,趙紅,金振華,牛仁強,趙英良. 內(nèi)燃機與動力裝置. 2018(01)
[5]道路交通運輸安全發(fā)展報告(2017)[J]. Matthias Gsul,胡予紅,周旋,寧丙文,米建英,劉佳,王光遠(yuǎn),王靜,董晨,張露丹. 中國應(yīng)急管理. 2018(02)
[6]基于極限車速的車輛穩(wěn)定性控制研究[J]. 金輝,李世杰. 汽車工程. 2018(01)
[7]路面峰值附著系數(shù)辨識算法研究[J]. 袁朝春,張龍飛,陳龍,何友國,沈捷,貝紹軼. 汽車工程. 2017(11)
[8]九家車企承諾2018新上市車型全系匹配ESC[J]. 汽車工藝師. 2017(11)
[9]電子信息裝備體系對抗試驗方法論[J]. 周波,戴幻堯,孔德培,王建路,汪連棟. 強激光與粒子束. 2017(11)
[10]前驅(qū)電動汽車防抱死制動中滑移率控制的動態(tài)負(fù)載模擬[J]. 張仲石,王麗芳,張俊智. 汽車工程. 2017(03)
博士論文
[1]乘用車ESC分層控制策略及液壓執(zhí)行單元控制算法的研究[D]. 劉剛.吉林大學(xué) 2018
[2]商用車動力學(xué)狀態(tài)識別及穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制研究[D]. 石冠男.吉林大學(xué) 2018
[3]汽車動力學(xué)控制系統(tǒng)中的狀態(tài)參數(shù)實時估計與工程應(yīng)用[D]. 陳鵬飛.吉林大學(xué) 2018
[4]插電式混合動力汽車整車控制器標(biāo)定方法研究[D]. 段本明.吉林大學(xué) 2017
[5]商用車燃油經(jīng)濟(jì)性和排氣余熱回收的數(shù)學(xué)模型與影響研究[D]. 涂鳴.武漢理工大學(xué) 2015
[6]面向協(xié)同減排的城市能流—碳流系統(tǒng)分析模型及實例研究[D]. 常文韜.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[7]純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及整車控制策略研究[D]. 周飛鯤.吉林大學(xué) 2013
[8]ESC液壓執(zhí)行單元的動態(tài)特性分析與綜合仿真平臺的建立[D]. 王偉瑋.清華大學(xué) 2011
[9]轎車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)估算及控制算法研究[D]. 張永生.吉林大學(xué) 2010
[10]基于ESC控制系統(tǒng)的ABS控制策略研究及試驗[D]. 李建華.吉林大學(xué) 2010
碩士論文
[1]多電機速度同步控制系統(tǒng)控制策略研究[D]. 劉盼.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2017
[2]汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESC)建模及控制策略研究[D]. 張凡.南京理工大學(xué) 2017
[3]基于CCP協(xié)議的ESP在線標(biāo)定系統(tǒng)的研究[D]. 楊攀.吉林大學(xué) 2016
[4]東風(fēng)小康F505無級變速傳動控制系統(tǒng)開發(fā)及其實驗研究[D]. 郝桂麗.東北大學(xué) 2014
[5]基于汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)整車參數(shù)匹配[D]. 宋明.上海交通大學(xué) 2012
[6]基于CCP協(xié)議的汽車ESP標(biāo)定軟件開發(fā)與應(yīng)用[D]. 王昆.吉林大學(xué) 2012
[7]基于拉丁超立方試驗設(shè)計的事故再現(xiàn)結(jié)果不確定性分析[D]. 戴英彪.長沙理工大學(xué) 2011
[8]TCS油門、制動及檔位的綜合控制策略研究[D]. 鄭拓.吉林大學(xué) 2007
[9]TCS控制邏輯算法研究及NJ2045動力性換檔規(guī)律制定[D]. 馮勇.吉林大學(xué) 2004
本文編號:3470493
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:191 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
主要符號對照與英文縮寫表
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制策略研究現(xiàn)狀
1.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)模式的研究現(xiàn)狀
1.3.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)工具的研究現(xiàn)狀
1.3.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)標(biāo)定的研究現(xiàn)狀
1.4 研究汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的必要性
1.5 本文的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
第2章 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)方法
2.1 引言
2.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)方法的不足
2.2.1 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)過程中復(fù)雜性問題
2.2.2 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)過程中整體性問題
2.2.3 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)過程中局限性問題
2.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)方法
2.3.1 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)原則
2.3.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)流程
2.3.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)開發(fā)模式
2.4 本章小結(jié)
第3章 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制軟件與集成設(shè)計
3.1 引言
3.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計
3.2.1 ABS控制架構(gòu)
3.2.2 TCS控制架構(gòu)
3.2.3 VDC控制架構(gòu)
3.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)關(guān)鍵模塊設(shè)計
3.3.1 TCS發(fā)動機扭矩調(diào)節(jié)模塊控制策略設(shè)計
3.3.2 直接橫擺力矩控制策略設(shè)計
3.3.3 多功能協(xié)調(diào)控制策略設(shè)計
3.4 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)集成設(shè)計方法
3.4.1 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的實時任務(wù)劃分
3.4.2 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)
3.4.3 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的信號流管理
3.4.4 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的參數(shù)文件管理
3.4.5 模型驅(qū)動的汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的建模規(guī)范
3.5 本章小結(jié)
第4章 多模型交互的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)仿真驗證
4.1 引言
4.2 多模塊交互的仿真平臺開發(fā)
4.3 基于整車一體化的AMESIM仿真模型
4.3.1 車身數(shù)學(xué)物理模型
4.3.2 轉(zhuǎn)向系數(shù)學(xué)物理模型
4.3.3 發(fā)動機數(shù)學(xué)物理模型
4.3.4 傳動系數(shù)學(xué)物理模型
4.3.5 輪胎數(shù)學(xué)物理模型
4.3.6 液壓執(zhí)行單元數(shù)學(xué)物理模型
4.4 基于模型驅(qū)動建立正向穩(wěn)定控制系統(tǒng)的仿真驗證
4.4.1 ABS控制性能仿真驗證
4.4.2 TCS控制性能仿真驗證
4.4.3 VDC控制性能仿真驗證
4.4.4 多功能協(xié)調(diào)控制驗證
4.5 本章小結(jié)
第5章 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的整車匹配與參數(shù)標(biāo)定策略
5.1 引言
5.2 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)標(biāo)定流程
5.3 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)硬件匹配方法
5.3.1 車輛質(zhì)心位置的匹配方法
5.3.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向比的匹配方法
5.3.3 特征車速的計算方法
5.3.4 制動系統(tǒng)的匹配方法
5.3.5 車輛關(guān)鍵標(biāo)定參數(shù)的選擇
5.4 汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)軟件標(biāo)定策略的建立
5.4.1 標(biāo)定參數(shù)的提取
5.4.2 標(biāo)定參數(shù)可行域的確定
5.4.3 標(biāo)定參數(shù)的整定方法
5.5 本章小結(jié)
第6章 實車測試平臺搭建與性能驗證
6.1 引言
6.2 實車性能測試平臺的搭建
6.2.1 總體設(shè)計方案
6.2.2 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.2.3 控制器及信號采集系統(tǒng)
6.3 將駕駛員作為輸入對實車進(jìn)行標(biāo)定驗證
6.3.1 ABS功能性能測試
6.3.2 TCS功能性能測試
6.3.3 VDC功能性能測試
6.3.4 實車性能測試評價
6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 全文主要內(nèi)容總結(jié)
7.2 主要創(chuàng)新點
7.3 進(jìn)一步展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]底盤角系統(tǒng)制動顫振多體動力學(xué)建模與分析[J]. 張立軍,閆國明,孟德建,余卓平. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[2]兩種黑盒測試方法的比較分析[J]. 張新,焦豪. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(07)
[3]結(jié)合運動仿真與閥信號檢測的ESC HIL測試研究[J]. 李占旗,高繼東,劉全周. 中國測試. 2018(03)
[4]混合動力整車控制器實時仿真平臺開發(fā)[J]. 劉鵬,趙紅,金振華,牛仁強,趙英良. 內(nèi)燃機與動力裝置. 2018(01)
[5]道路交通運輸安全發(fā)展報告(2017)[J]. Matthias Gsul,胡予紅,周旋,寧丙文,米建英,劉佳,王光遠(yuǎn),王靜,董晨,張露丹. 中國應(yīng)急管理. 2018(02)
[6]基于極限車速的車輛穩(wěn)定性控制研究[J]. 金輝,李世杰. 汽車工程. 2018(01)
[7]路面峰值附著系數(shù)辨識算法研究[J]. 袁朝春,張龍飛,陳龍,何友國,沈捷,貝紹軼. 汽車工程. 2017(11)
[8]九家車企承諾2018新上市車型全系匹配ESC[J]. 汽車工藝師. 2017(11)
[9]電子信息裝備體系對抗試驗方法論[J]. 周波,戴幻堯,孔德培,王建路,汪連棟. 強激光與粒子束. 2017(11)
[10]前驅(qū)電動汽車防抱死制動中滑移率控制的動態(tài)負(fù)載模擬[J]. 張仲石,王麗芳,張俊智. 汽車工程. 2017(03)
博士論文
[1]乘用車ESC分層控制策略及液壓執(zhí)行單元控制算法的研究[D]. 劉剛.吉林大學(xué) 2018
[2]商用車動力學(xué)狀態(tài)識別及穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制研究[D]. 石冠男.吉林大學(xué) 2018
[3]汽車動力學(xué)控制系統(tǒng)中的狀態(tài)參數(shù)實時估計與工程應(yīng)用[D]. 陳鵬飛.吉林大學(xué) 2018
[4]插電式混合動力汽車整車控制器標(biāo)定方法研究[D]. 段本明.吉林大學(xué) 2017
[5]商用車燃油經(jīng)濟(jì)性和排氣余熱回收的數(shù)學(xué)模型與影響研究[D]. 涂鳴.武漢理工大學(xué) 2015
[6]面向協(xié)同減排的城市能流—碳流系統(tǒng)分析模型及實例研究[D]. 常文韜.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[7]純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及整車控制策略研究[D]. 周飛鯤.吉林大學(xué) 2013
[8]ESC液壓執(zhí)行單元的動態(tài)特性分析與綜合仿真平臺的建立[D]. 王偉瑋.清華大學(xué) 2011
[9]轎車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)估算及控制算法研究[D]. 張永生.吉林大學(xué) 2010
[10]基于ESC控制系統(tǒng)的ABS控制策略研究及試驗[D]. 李建華.吉林大學(xué) 2010
碩士論文
[1]多電機速度同步控制系統(tǒng)控制策略研究[D]. 劉盼.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2017
[2]汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESC)建模及控制策略研究[D]. 張凡.南京理工大學(xué) 2017
[3]基于CCP協(xié)議的ESP在線標(biāo)定系統(tǒng)的研究[D]. 楊攀.吉林大學(xué) 2016
[4]東風(fēng)小康F505無級變速傳動控制系統(tǒng)開發(fā)及其實驗研究[D]. 郝桂麗.東北大學(xué) 2014
[5]基于汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)整車參數(shù)匹配[D]. 宋明.上海交通大學(xué) 2012
[6]基于CCP協(xié)議的汽車ESP標(biāo)定軟件開發(fā)與應(yīng)用[D]. 王昆.吉林大學(xué) 2012
[7]基于拉丁超立方試驗設(shè)計的事故再現(xiàn)結(jié)果不確定性分析[D]. 戴英彪.長沙理工大學(xué) 2011
[8]TCS油門、制動及檔位的綜合控制策略研究[D]. 鄭拓.吉林大學(xué) 2007
[9]TCS控制邏輯算法研究及NJ2045動力性換檔規(guī)律制定[D]. 馮勇.吉林大學(xué) 2004
本文編號:3470493
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