基于分層式結(jié)構(gòu)汽車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)集成控制研究.pdf

1、隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，工程技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)底盤(pán)控制技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。汽車(chē)底盤(pán)集成控制是近年來(lái)汽車(chē)底盤(pán)控制研究領(lǐng)域熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)有動(dòng)力耦合關(guān)系的底盤(pán)系統(tǒng)采用集成控制，可以協(xié)調(diào)各系統(tǒng)沖突，提高車(chē)輛的綜合性能。分層式集成控制復(fù)雜程度低，可靠性高，擴(kuò)展性好，是較好的集成控制結(jié)構(gòu)。
　　 本文以整車(chē)為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓力學(xué)定律，建立整車(chē)、車(chē)身以及車(chē)輪的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了車(chē)身垂直載荷轉(zhuǎn)移方程。采用魔術(shù)公式輪胎力學(xué)模型，并且分別建立

2、了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。分析電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的控制目標(biāo)，分別對(duì)各系統(tǒng)設(shè)計(jì)了控制策略，建立底層控制器。分析各系統(tǒng)間的動(dòng)力耦合關(guān)系，設(shè)計(jì)集成控制策略。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和半主動(dòng)懸架系統(tǒng)共同工作時(shí)，集成控制器以抑制懸架俯仰運(yùn)動(dòng)保證制動(dòng)性能；電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和半主動(dòng)懸架系統(tǒng)共同工作時(shí)，集成控制器以抑制懸架側(cè)傾運(yùn)動(dòng)優(yōu)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向輸入保證車(chē)輛操縱穩(wěn)定性；防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和半

3、主動(dòng)懸架系統(tǒng)共同工作時(shí)，集成控制器通過(guò)計(jì)算車(chē)輛當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)優(yōu)化制動(dòng)系統(tǒng)控制器的目標(biāo)滑移率，比較轉(zhuǎn)向制動(dòng)的響應(yīng)方差，對(duì)兩系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，懸架系統(tǒng)取制動(dòng)懸架集成控制策略，保證輪胎的抓地力。
　　 本文利用Matlab/Simulink仿真軟件搭建整車(chē)仿真模型，進(jìn)行仿真控制研究，驗(yàn)證不同工況下的集成控制效果。仿真結(jié)果表明，制動(dòng)工況下，采用集成控制，車(chē)身俯仰角得到了很好的控制，后輪滑移率較為穩(wěn)定，制動(dòng)距離縮短，車(chē)輛制動(dòng)性能得到改善。轉(zhuǎn)向工

4、況下，采用集成控制，橫擺角速度時(shí)域響應(yīng)時(shí)間略微變慢，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度變小，但是動(dòng)態(tài)性能提升，車(chē)身加速度波動(dòng)得到了改善，前懸架動(dòng)行程變小，側(cè)傾角降低，提高了車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況下，橫擺角速度時(shí)域響應(yīng)速度變快，最大值提高，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能有明顯提升，制動(dòng)減速度相比單獨(dú)控制略有下降，但是對(duì)車(chē)身姿態(tài)進(jìn)行控制，并且優(yōu)化了制動(dòng)系統(tǒng)目標(biāo)滑移率，所以制動(dòng)距離與單獨(dú)控制相差不大。分析仿真結(jié)果可以看出，底盤(pán)多系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，采用集成控制，可以有效降低系