本文關(guān)鍵詞：汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESC）建模及控制策略研究

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【摘要】：汽車穩(wěn)定性控制問題是近代車輛工程主動安全領(lǐng)域重要研究方向,電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(Electronic Stability Control簡稱ESC)是基于牽引力控制系統(tǒng)(TCS)與防抱死系統(tǒng)(ABS)的一種新型主動安全控制系統(tǒng),用于解決車輛在高速情況下急轉(zhuǎn)彎或者低附著路面發(fā)生甩尾或側(cè)翻的問題。車輛的駕駛安全性以及穩(wěn)定性將會得到很大的改善。因此,隨著人們對汽車安全駕駛的要求逐漸提高,ESC控制系統(tǒng)的性能要求也就越來越高,所以更具有研究意義。本文首先介紹了ESC主動安全系統(tǒng)研究的背景與意義及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和ESC的工作原理及作用;再結(jié)合國內(nèi)外汽車ESC系統(tǒng)控制理論及實驗結(jié)果,通過MATLAB/Simulink軟件建立了車輛運動學(xué)模型,包括二自由度參考模型、七自由度整車實際模型以及輪胎模型,并且通過AMESim軟件建立ESC系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)模型,包括液壓缸模型、車輪制動輪缸模型、液壓調(diào)節(jié)器模型等;其次對汽車動態(tài)運動特性進(jìn)行分析,以車輛側(cè)偏角和橫擺率為控制變量,采用傳統(tǒng)的直接橫擺控制(DYC)策略,并設(shè)計參數(shù)自整定模糊PID控制器,實現(xiàn)汽車橫擺力矩動力學(xué)穩(wěn)定性控制;ESC液壓系統(tǒng)中執(zhí)行器采用PID控制器輸出PWM波形來控制跟蹤,從而有效控制車輪輪缸制動壓力。整個控制框架中共有上下兩層控制結(jié)構(gòu),上層運動控制器主要任務(wù)是修正汽車橫擺力矩,下層執(zhí)行控制器主要讓ESC系統(tǒng)中執(zhí)行元件輸出理想輪缸壓力,再通過MATLAB中S-函數(shù)來連接前面建立的車輛動力學(xué)模型和液壓系統(tǒng)模型,再設(shè)置好聯(lián)合仿真環(huán)境就可以進(jìn)行綜合仿真研究。最后通過模擬典型工況包括階躍轉(zhuǎn)向試驗、單移線試驗和Fishhook魚鉤實驗,來驗證模型建立的準(zhǔn)確性和控制系統(tǒng)的有效性,并且仿真結(jié)果表明在設(shè)計的控制策略下車輛穩(wěn)定性得到明顯提升。另外,本文還進(jìn)行了 ESC實驗系統(tǒng)項目的設(shè)計與實現(xiàn),該ESC實驗系統(tǒng)平臺以Bosch公司實車測試的ESC實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),成功地復(fù)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度的DLC雙移線實驗和轉(zhuǎn)向不足的圓環(huán)實驗中的ESC功能效果,對ESC系統(tǒng)的研究具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U463.6;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1282788