汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向與穩(wěn)定性控制系統(tǒng)集成控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來汽車作為運(yùn)載工具在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展和普及，并迅速朝著智能電子化的方向發(fā)展。汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electronic power steering system，EPS)和汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(Electronic Stability Program，ESP)作為轉(zhuǎn)向和制動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用的電控系統(tǒng)，兩者之間的集成控制問題是研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向與穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的集成控制開展深入的理論與試驗(yàn)研究。
　　論文首先回

2、顧EPS和ESP系統(tǒng)的發(fā)展，介紹兩系統(tǒng)的基本工作原理，總結(jié)目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并引出汽車底盤集成控制問題的研究方向。
　　根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)，建立EPS系統(tǒng)的輸入、輸出模型。綜合考慮汽車在原地轉(zhuǎn)向、中低速轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性能、中高速轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性以及路感方面的要求，設(shè)計(jì)了EPS多模式控制策略和方法，分別對(duì)助力模式、回正模式、阻尼模式、跛行模式進(jìn)行建模仿真分析。
　　根據(jù)集成系統(tǒng)的傳感器配置，提出了基于回正力矩

3、的路面附著系數(shù)估計(jì)方法，并采用非線性觀測器對(duì)汽車的縱側(cè)向速度進(jìn)行觀測，為ESP系統(tǒng)提供必要的狀態(tài)參數(shù)估計(jì)。針對(duì)汽車在極限失穩(wěn)工況時(shí)，汽車的實(shí)際模型與線性二自由度模型發(fā)生較大偏差，常規(guī)的線性控制器無法達(dá)到最佳的效果，設(shè)計(jì)的橫擺力矩控制器采用基于輸出反饋的非線性H∞控制。
　　在分析EPS系統(tǒng)和ESP系統(tǒng)之間相關(guān)性的基礎(chǔ)上，對(duì)集成控制的架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，即采用分層集成控制架構(gòu)。在考慮汽車行駛過程中的轉(zhuǎn)向輕便性和操縱穩(wěn)定性之間耦合作用的基

4、礎(chǔ)上，從轉(zhuǎn)向輕便性、操縱穩(wěn)定性的角度出發(fā)，通過決策分配設(shè)計(jì)集成控制規(guī)則，運(yùn)用模糊控制的方法設(shè)計(jì)了EPS/ESP集成控制的上層決策控制器。
　　在對(duì)比研究國內(nèi)外駕駛員在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，采用基于NI PXI與DYNAware的集成系統(tǒng)駕駛員在環(huán)試驗(yàn)臺(tái)的解決方案，使用DYNAware提供的三維動(dòng)畫DYNAanimation組建了完整的“人—車—環(huán)境”閉環(huán)駕駛環(huán)境。依據(jù)自行設(shè)計(jì)搭建的集成系統(tǒng)駕駛員在環(huán)試驗(yàn)平臺(tái)以及實(shí)車試驗(yàn)，對(duì)提出的EPS