本文關(guān)鍵詞：車輛附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制試驗及其控制算法研究

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【摘要】：隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車安全性受到越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。車輛穩(wěn)定性控制是汽車安全技術(shù)的一部分。目前,車輛穩(wěn)定性控制技術(shù)主要解決車輛在附著極限范圍內(nèi)的穩(wěn)定性控制問題,超出附著極限的車輛穩(wěn)定性控制研究較少。論文針對附著極限車輛穩(wěn)定性控制問題展開研究,建立車輛附著極限態(tài)動力學模型,進行附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制試驗研究、附著極限態(tài)車輛狀態(tài)估計和附著極限態(tài)車輛穩(wěn)定性控制研究�；诶窭嗜談恿W方程,建立車輛附著極限態(tài)整車10自由度動力學模型,及車輛垂直載荷模型、輪胎路面動力學模型、發(fā)動機模型和傳動系模型。對模型進行分析,完善車輛仿真模型,以符合實際車輛運行特征。為安全高效地進行車輛附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制試驗研究,提出附著極限態(tài)車輛穩(wěn)定性控制試驗方法,構(gòu)建創(chuàng)新性試驗系統(tǒng)�；贛atlab/Simulink對獨立車輛系統(tǒng)和試驗系統(tǒng)在中性轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向、過多轉(zhuǎn)向三種試驗工況下穩(wěn)定性控制性能進行分析和驗證,結(jié)果表明試驗系統(tǒng)對車輛行駛狀態(tài)和穩(wěn)定性控制性能的影響較小,用于附著極限態(tài)車輛穩(wěn)定性控制試驗研究均具有可行性。從穩(wěn)定性控制效果和工程實現(xiàn)出發(fā),深入分析和比較提出的多種試驗系統(tǒng)方案,確定單擺防撞試驗系統(tǒng)為實施方案,構(gòu)建單擺防撞試驗系統(tǒng)的實車試驗。研究結(jié)果表明,提出的車輛附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制試驗系統(tǒng)用于研究汽車行駛穩(wěn)定性控制試驗研究其原理可行、安全高效,克服了通常汽車ESP控制性能試驗危險性大、周期長、成本高等不足。采用雙濾波估計算法進行車輛附著極限態(tài)質(zhì)心狀態(tài)估計。輪胎線性態(tài)下采用改正的粒子濾波(IPF)進行車輛質(zhì)心狀態(tài)估計和采用擴展卡爾曼濾波(EKF)進行輪胎側(cè)偏剛度估計；輪胎非線性態(tài)下采用改正的粒子濾波(IPF)進行車輛質(zhì)心估計和采用擴展卡爾曼濾波(EKF)進行輪胎路面附著系數(shù)估計�；贛atlab/Simulink建立仿真模型,驗證過多轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向和中性轉(zhuǎn)向三種工況的估計效果。估計結(jié)果充分說明IPF的濾波效果在質(zhì)心狀態(tài)估計上的可行性和準確性。EKF對輪胎側(cè)偏剛度和路面附著系數(shù)的估計大大提高車輛質(zhì)心狀態(tài)估計運算的準確性�；谲囕v附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制試驗系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對濾波效果進行驗證。結(jié)果表明雙濾波狀態(tài)估計在車輛附著極限態(tài)質(zhì)心狀態(tài)估計中的可行性。提出車輛附著極限態(tài)運動狀態(tài)邊界條件和運動通道邊界條件,分析車輛附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制機理,以航偏角為控制目標,基于制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng),利用附著極限態(tài)邊界條件,分別采用P1D控制算法、模糊控制算法和滑模變結(jié)構(gòu)控制算法完成基于車輛目標的穩(wěn)定性控制。在Matlab/Simulink環(huán)境建立仿真模型,驗證上述三種控制算法。仿真結(jié)果表明在原附著極限態(tài)控制策略基礎(chǔ)上配合PID附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制策略可以加快回歸目標軌跡,且車輛具有良好穩(wěn)態(tài)性。綜上所述,本文在附著極限態(tài)動力學分析、試驗研究和試驗系統(tǒng)設(shè)計、車輛狀態(tài)估計和控制算法研究等方面的研究對車輛附著極限態(tài)穩(wěn)定性控制研究具有一定理論參考和實際應用價值。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467;U461.6

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