收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于参数估计的车辆稳定性控制策略研究

李遥  
【摘要】:车辆的稳定性控制(Vehicle Stability Control,简称VSC)主要是为了防止车辆在弯道行驶或制动时出现失稳的现象。近年来,尽管在VSC的研究上取得了长足的进步,但是它的进一步推广和应用却受到了两方面的制约:一方面,随着控制系统的不断复杂化,控制精度越来越高,所需要的传感器数量也越来越多,这使得设计成本不断加大;另一方面,控制器很难实时获得轮-地交互作用信息,这使得控制策略不能根据不同的路面附着条件和轮-地接触状况进行实时调整。 基于模型的估计方法能充分利用现有的传感器信息,估计出一些不易测量的车辆状态或轮-地交互作用参数,是减少设计和生产成本的有效方法。但是这种估计算法的复杂程度和计算精度在很大程度上取决于所使用的车辆模型。所以,本文首先建立了一个完整的整车动力学模型,包括:轮胎模型、转向系统模型、制动系统模型和单轮模型。其中,为了更好地描述轮-地交互作用,本文基于车轮侧偏特性建立了三种不同精度的轮胎模型,以期为不同的估计算法提供更合理的选择。 其次,使用线性轮胎模型,利用Kalman滤波算法和制动防抱死系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)轮速传感器的信号,估计出了四个车辆状态参数。另外,使用Fiala轮胎模型,推导出了转向系总回正力矩的峰值和轮-地摩擦系数间的线性关系,进而利用递推最小二乘估计算法和电动助力转向(Electric Power Steering,简称EPS)系统自带的传感器信号设计了MAMM (Maximum Aligning Moment Method)算法,估计出了轮-地摩擦系数。仿真和试验结果证明,Kalman滤波算法和MAMM算法在小转角、纯侧滑情况下具有很好的估计精度,但在侧偏角或纵向力大幅增大时,估计精度显著下降。 为了改进线性算法的估计精度,使用精度更高的"Brush轮胎模型”,针对不同的传感器配置,设计了两种非线性观测器。其中,高精度方案的非线性观测器,在加入横摆角速度和侧向加速度传感器后,具有很高的估计精度,可为高端车的控制器提供必要的参数支持;而低成本方案的非线性观测器仅需要ABS和EPS提供的传感器信号就可以估计出车辆状态和轮-地摩擦系数,且相对于线性算法,估计精度大大提高。另外,结合MAMM算法和非线性观测器各自的优点,设计了一种联合估计算法,有效改进了对轮-地摩擦系数的估计精度。 最后,借鉴飞行器包络线控制和现有的车辆稳定性控制策略,设计了一种改进的车辆侧向稳定性控制策略(Enhanced Stability Control System,简称ESCS)。ESCS利用非线性观测器的估计结果,实时计算轮-地间的接触状况,使控制器能针对当前的轮-地交互作用情况选择到最佳的切入时机。同时,ESCS充分利用了现有的车载传感器和ABS的滑移率控制逻辑,有效扩展了ABS在车辆侧向稳定性方面的功能,并基于ESCS的控制逻辑,设计了一种最佳滑移率搜索算法,进一步提高了控制策略的控制效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 魏朗;用于碰撞事故中车辆动力学模拟的轮胎模型分析[J];西安公路交通大学学报;1999年02期
2 边明远,李克强;基于双指数模型的纵向附着系数计算模型[J];农业机械学报;2005年05期
3 谭泽飞,何超;一种轮胎气压监测系统的原理和应用[J];西南林学院学报;2005年02期
4 刘兆勇;陈晓青;;商用车稳定性控制系统控制器的研究与设计[J];湖北汽车工业学院学报;2007年01期
5 卢初升;;公路软土地基施工稳定性控制研究[J];中国水运(理论版);2007年07期
6 李宝江;管迪华;;轮胎侧径耦合振型及对三维模型的影响[J];清华大学学报(自然科学版);2008年05期
7 魏领军;张利;景鹏;杨建;;用于不平路面仿真的轮胎模型的有限元分析[J];橡胶工业;2009年11期
8 刘爽;李晓梅;刘彬;;二自由度轴盘扭振系统的极限环稳定性控制[J];燕山大学学报;2010年04期
9 李宝江;管迪华;;轮胎侧径耦合振型及对三维模型的影响[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年05期
10 魏冬;赵书美;;两轮转向改装成四轮转向汽车的动力学分析[J];汽车零部件;2010年12期
11 孙逢春,李晓雷,张英;轮胎侧偏动力模型的非线性分析[J];汽车工程;1993年05期
12 丁德馨,包东曙;湘西金矿极不稳固顶板的稳定性控制研究[J];中南工学院学报;1994年01期
13 吴卫东,管迪华;利用试验模态参数研究轮胎与地面的接触[J];清华大学学报(自然科学版);1996年10期
14 左曙光,张琦,韩柏东;路谱对车辆制动过程中轮胎动态性能影响的仿真分析(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau;2000年01期
15 付显阳;;深厚软基筑堤工艺和稳定性控制[J];中国水利;2006年04期
16 肖闯;黄江;易高;;基于CARSIM的车辆稳定性控制仿真[J];专用汽车;2007年06期
17 谭德荣;王艳阳;;基于模式搜索的轮胎压力监测方法研究[J];数学的实践与认识;2007年20期
18 包伯成;许建平;刘中;;开关DC-DC变换器斜坡补偿的稳定性控制研究[J];电子科技大学学报;2008年03期
19 冯书波;;轮胎与路面障碍碰撞过程显式有限元分析[J];轮胎工业;2009年02期
20 黄晨;汪若尘;;多智能神经网络轮胎模型仿真研究[J];计算机仿真;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王志良;解仑;陈工;孙维;王丽娟;;基于GA神经网络的两足机器人控制研究[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
2 黄明琦;付贤伦;李云超;;大断面海底隧道软弱地层CRD工法施工稳定性控制研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
3 汤超;王志良;郝文瑞;刘涛;赵积春;;十七自由度双足机器人的步行稳定性研究[A];全国炼钢连铸过程自动化技术交流会论文集[C];2006年
4 吴曙光;张永兴;康明;;超载法在岩石边坡地基稳定性分析中的应用[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2006年
5 甘春标;;对随机非线性动力学研究的几点看法[A];第三届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2009年
6 王燕雄;;脂肪醇(醚)硫酸盐生产过程中的数据计算方法[A];2007(第六届)中国日用化学工业研讨会论文集[C];2007年
7 贾坚;刘建航;侯学渊;;上海城市建设中深基坑的安全稳定性控制[A];工程安全及耐久性——中国土木工程学会第九届年会论文集[C];2000年
8 ;底盘电控技术篇[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
9 董石麟;高博青;;局部双层网状球壳及其工程应用[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
10 顾明剑;张其林;;脚手架对接接头在规范允许缺陷范围内的应力分布[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李遥;基于参数估计的车辆稳定性控制策略研究[D];上海交通大学;2012年
2 付皓;汽车电子稳定性系统质心侧偏角估计与控制策略研究[D];吉林大学;2008年
3 刘伟;基于质心侧偏角相平面的车辆稳定性控制系统研究[D];吉林大学;2013年
4 房永;三轴半挂汽车列车稳定性控制算法研究[D];吉林大学;2010年
5 赵治国;车辆动力学及其非线性控制理论技术的研究[D];西北工业大学;2002年
6 李兵;计及复杂胎面花纹的子午线轮胎结构有限元分析[D];中国科学技术大学;2008年
7 庄晔;轮胎动摩擦特性研究及其对车辆操纵稳定性的影响[D];吉林大学;2004年
8 李登好;α-Al_2O_3-H_2O-PAA系统稳定性控制研究[D];南京工业大学;2004年
9 张红星;不同类型表面活性剂和聚合物对O/W乳状液稳定性的调控作用[D];山东大学;2008年
10 朱天军;基于改进TTR重型车辆侧翻预警及多目标稳定性控制算法研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐明法;基于最优滑模控制理论的车辆稳定性控制策略研究[D];吉林大学;2011年
2 杨峰;基于Excel Solver的常用稳态轮胎模型参数辨识[D];吉林大学;2011年
3 王振峰;利用模态参数建立轮胎模型关键问题研究[D];燕山大学;2012年
4 刘冬;基于稳定性控制的车辆主动避撞初期研究与仿真[D];湖南大学;2010年
5 李臻;汽车稳定性控制系统中的统一车速估计方法的研究[D];吉林大学;2007年
6 柳致海;基于MPC的车辆稳定性控制研究[D];吉林大学;2011年
7 费瑞萍;FTire轮胎模型的仿真分析及试验研究[D];吉林大学;2011年
8 马晓;不同轮胎模型对重型载货汽车整车性能仿真的影响分析[D];吉林大学;2013年
9 李兴泉;基于驾驶员模型的汽车侧向稳定性控制研究[D];重庆大学;2006年
10 苏周成;车辆转弯制动稳定性动力学控制研究[D];重庆大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 编译 王金元;雷达侦探避免撞车[N];北京科技报;2005年
2 黄静洁;凯美瑞:现在是出手好时机?[N];东方早报;2008年
3 罗清岳;车辆电子式稳定控制系统[N];电子资讯时报;2007年
4 罗清岳;IT化与电子化:引爆汽车市场新商机[N];电子资讯时报;2007年
5 记者 段宝成;丰田新锐卡罗拉畅意畅行三晋[N];山西科技报;2007年
6 常虹;TRW助力中国自主品牌[N];中国工业报;2007年
7 济南大学化学化工学院 赵淑英;植物源农药研究四大趋势[N];江苏农业科技报;2006年
8 雷柯;TRW安全技术为2008大众奥运车队保驾护航[N];中国工业报;2008年
9 ;Sybase支持智能数据管理[N];中国计算机报;2003年
10 本报见习记者 郭晶;中重型卡车必须紧盯国际先进水平[N];中国汽车报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978