隨著我國汽車工業(yè)和技術高速發(fā)展,汽車自身的安全性也日益突出,ESP系統(tǒng)作為汽車主動安全領域的核心保障之一,對ESP系統(tǒng)的研究和開發(fā)一直是汽車行業(yè)的重點。伴隨著全球能源危機的不斷擴大,汽車電動化的發(fā)展需求已經(jīng)迫在眉睫,四輪輪轂電機驅(qū)動和分布式驅(qū)動必然是今后的重點發(fā)展趨勢,但其在車輛穩(wěn)定性控制上與傳統(tǒng)汽車有所區(qū)別,因此對現(xiàn)代ESP系統(tǒng)的開發(fā)提出新的要求,本文在此基礎上對ESP系統(tǒng)縱向力控制分配進行初步研究。本文首先對ESP控制系統(tǒng)進行深入的探索和學習,包括ESP系統(tǒng)研究意義、基本構(gòu)成和工作原理、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及關鍵技術等。然后對ESP整車非線性模型進行建模,考慮到輪胎特性對車輛穩(wěn)定性的影響,對常用的“魔術公式”、HSRI輪胎模型和UA輪胎模型進行輪胎特性的分析和建模,結(jié)合輪胎實驗數(shù)據(jù)對比,選擇合適的HSRI模型,并在穩(wěn)態(tài)下,對整車非線性模型進行的仿真驗證。其次對控制變量進行合適的選取和分析,并對控制變量名義值進行詳細的修正,探討了在考慮車速和路面附著系數(shù)情況下車輛處于穩(wěn)定區(qū)域的條件,為后面控制器設計做鋪墊。針對控制系統(tǒng)的設計,采取分層控制的方式,上層為基于帶權(quán)重系數(shù)的橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角相結(jié)合的滑�？刂破骱突诰�性二次調(diào)節(jié)的LQR控制器設計,并采用輸出附加橫擺力矩的方式直接輸入到整車模型,對上層設計的控制器控制效果進行可靠性驗證。針對縱向力分配策略,設計了包含單輪制動和雙輪制動的純制動模式,制動-驅(qū)動模式和純驅(qū)動模式三種模式,依靠輸出附加橫擺力矩實時值和橫擺角速度理想值相結(jié)合的形式,對車輛運動狀態(tài)進行實時識別。并且三種模式均通過輪胎逆向模型充分考慮了側(cè)向力和縱向力之間的耦合。最后在低附高速的正弦遲滯工況下,對三種縱向力分配模式分別進行了仿真驗證和分析。研究結(jié)果表明:本文所設計的上層滑模變結(jié)構(gòu)控制器和LQR控制器均符合要求,三種縱向力分配模式也能夠滿足ESP控制效果,整車操縱穩(wěn)定性得到控制。多樣化的分配方式也為今后ESP系統(tǒng)開發(fā)提供借鑒。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U463.4
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外ESP控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 ESP控制原理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 ESP分配策略研究現(xiàn)狀
    1.3 ESP結(jié)構(gòu)原理和關鍵技術
        1.3.1 ESP的結(jié)構(gòu)和原理
        1.3.2 ESP的關鍵技術
    1.4 本文研究的內(nèi)容和章節(jié)安排
        1.4.1 本文研究內(nèi)容
        1.4.2 本文章節(jié)安排
第二章 整車非線性動力學建模和驗證分析
    2.1 輪胎模型
        2.1.1 魔術公式
        2.1.2 HSRI輪胎模型
        2.1.3 UA輪胎模型
        2.1.4 輪胎模型的選擇
    2.2 整車七自由度動力學模型
    2.3 整車二自由度動力學模型
    2.4 整車模型的驗證和分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 ESP控制系統(tǒng)的設計
    3.1 控制變量的設計
        3.1.1 控制變量的選取
        3.1.2 控制變量名義值的修正
    3.2 汽車穩(wěn)定狀態(tài)的判斷
    3.3 ESP控制系統(tǒng)設計框圖
    3.4 ESP上層控制器的設計
        3.4.1 滑�？刂破鞯脑O計
        3.4.2 LQR控制器的設計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 ESP系統(tǒng)縱向分配策略的設計
    4.1 純制動縱向力分配策略
        4.1.1 單輪制動
        4.1.2 雙輪制動
    4.2 制動-驅(qū)動縱向力分配策略
    4.3 純驅(qū)動縱向力分配策略
    4.4 本章小結(jié)
第五章 ESP系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
    5.1 ESP系統(tǒng)上層控制器的仿真驗證
        5.1.1 雙移線實驗工況的設定
        5.1.2 滑�？刂破骱蚅QR控制器仿真驗證和對比
    5.2 ESP系統(tǒng)縱向力分配策略的仿真分析
        5.2.1 正弦遲滯實驗工況的設定
        5.2.2 縱向力分配策略的仿真和分析
    5.3 三種模式結(jié)果綜合分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2882232