收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

车辆稳定性系统和四轮转向系统及其集成控制研究

宋宇  
【摘要】:随着对汽车“安全、节能、环保”三大目标越来越高的要求,以及汽车行业越来越激烈的竞争,提高车辆操纵稳定性和安全性的研究受到人们的普遍重视。其中,车辆稳定性控制作为主动底盘控制的重要组成部分,已发展为现代汽车技术的一个重要方向,与已有的四轮转向控制的集成研究也开始受到研究者的重视。 四轮转向控制曾经是主动底盘控制的研究热点之一,对于轨迹保持和侧偏角控制有易于实现的优势。然而,四轮转向控制对轮胎侧向力的依赖和轮胎侧向力及侧偏角饱和特性决定了其方法存在较大局限性,目前的发展方向是基于直接横摆力矩控制(Direct Yaw Moment Control,DYC)的车辆稳定性控制。 车辆稳定性控制包含两方面的问题,即轨迹保持问题和稳定性问题,分别由车身质心侧偏角和横摆角速度来描述。对于轨迹保持问题,可以车身质心侧偏角为控制目标,对于稳定性问题,可以横摆角速度为控制目标,两者的耦合性也使得车辆稳定性控制算法的研究呈现多元化发展趋势,如横摆角速度控制或质心侧偏角控制或二者的联合控制。由于侧偏角主要是由车辆上的纵向力和侧向力来决定的,用制动力直接控制车辆上的侧向力是比较困难的,而四轮转向系统对轮胎侧向力的控制是直接有效的,因而车辆稳定性控制与四轮转向控制的集成研究具有技术驱动的因素。 研究资料表明,以改善高速移线行驶操纵稳定性为主要目标的四轮转向系统通过轮胎侧向力对车辆质心侧偏角控制有易于实现的优势,能够满足一般行驶工况下的稳定性要求;而基于直接横摆力矩的车辆稳定性系统通过调节轮胎纵向力实现了紧急工况下轮胎侧向力趋于饱和状态时车辆丧失稳定性的问题,极限工况下的控制效果较好。于是,将四轮转向系统与车辆稳定性系统相结合,并寻求改善集成系统性能的方法,便成为车辆主动底盘控制新的发展方向。 本文以车辆稳定性系统和四轮转向系统的控制研究为基础,探索车辆稳定性系统与四轮转向系统集成控制的方法,主要包括以下内容: 建立四轮转向横摆角速度反馈控制系统,考虑到轮胎等非线性因素的影响,同基于神经网络理论的四轮转向控制方法相结合,利用MATLAB神经网络工具箱设计了混合控制系统,实现了四轮转向车辆横摆角速度反馈与神经网络自适应混合控制。 对车辆稳定性控制目标进行探讨,对基于直接横摆力矩的车辆稳定性控制逻辑进行分析,设计了一种基于横摆角速度反馈的稳定性控制系统。此系统由四轮制动逻辑控制器和单轮制动PID控制器组成,并同ABS系统的轮胎滑移率控制相结合以防止车轮失稳,解决了当轮胎侧向力接近附着极限或达到饱和状态时,车辆易丧失动力学稳定性的问题。 分析了以质心侧偏角为控制目标的四轮转向系统和以横摆角速度为控制目标的车辆稳定性系统的各自特点,将两个子系统结合起来构成集成控制系统。集成控制系统综合利用两者优点,改善路径跟踪性能,提高转向的稳定性,增强高速行驶的灵活性和转向灵敏度,改善瞬态响应品质,使集成控制的综合性能优于单独控制。 采用基于ADAMS与MATLAB的联合仿真方法进行计算。ADAMS用于建立系统的虚拟样机模型,MATLAB用于构建分层式集成控制系统。设计了下层子系统控制器和上层系统管理控制器,由上层系统管理控制器对车辆运行状态进行监控和决策。这种分层集成的方式,简化了子系统设计,便于系统扩展,增强了系统的可靠性。 通过LabVIEW平台设计车辆稳定性控制实验台进行硬件在环仿真,使用自主开发的控制器进行了台架实验。实验结果表明该系统运行正常,控制效果良好。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 梁正文;张云娟;;ADAMS与PRO/E的结合在汽车四轮转向模式仿真中的应用[J];交通标准化;2007年01期
2 亢凤林;;四轮转向技术浅谈[J];时代汽车;2007年12期
3 屈进勇;;电子控制四轮转向系统工作原理及发展[J];农业装备与车辆工程;2009年06期
4 屈求真,刘延柱,张建武;四轮转向汽车自适应模型跟踪控制研究[J];汽车工程;2000年02期
5 郑校英;四轮转向的基本结构与发展[J];汽车与配件;1991年04期
6 陈建松;陈南;殷国栋;管延茹;;考虑非线性特征的4WS车辆滑模鲁棒稳定性控制[J];东南大学学报(自然科学版);2010年05期
7 梁春明;李晓豁;;四轮转向系统在万向叉车上的应用[J];煤矿机械;2009年08期
8 余文明;电控电动四轮转向系统在现代汽车上的应用[J];淮阴工学院学报;2005年01期
9 王建胜;四轮转向汽车运动规律分析[J];西部探矿工程;2005年10期
10 秦绪柏;;控制器参数对四轮转向和汽车稳定性控制的影响[J];机械制造与自动化;2006年04期
11 樊啟要;袁学军;;电控电动式四轮转向系统开发与应用[J];轻型汽车技术;2007年05期
12 韩强,树学锋;二自由度4WS汽车运动稳定性分析[J];太原理工大学学报;2005年06期
13 汪东明;;基于DSP的4WS汽车硬件在环仿真[J];农业装备与车辆工程;2008年11期
14 白洪岭;;可以改善汽车操纵性的四轮转向系统[J];交通标准化;1988年01期
15 张健;田登;;基于三自由度四轮转向系统的控制研究[J];汽车零部件;2009年08期
16 ;四轮转向技术的发展前景[J];汽车零部件;2011年08期
17 张民;;四轮转向汽车操纵性能仿真研究[J];北京汽车;2011年03期
18 陈燕 ,苑金梁;马自达轿车的电子控制四轮转向系统[J];汽车维修与保养;2004年08期
19 高秀华;张春秋;李炎亮;王云超;;多轮转向系统转向控制模式综述[J];起重运输机械;2006年06期
20 王洪礼;乔宇;张锋;张伯俊;;汽车四轮转向动力系统的Hybrid控制研究[J];动力学与控制学报;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩强;罗毅;;四轮转向系统动力学问题的研究进展[A];钱学森技术科学思想与力学论文集[C];2001年
2 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 陈福军;蒋贵善;;GT原理在生产现场集成控制中的应用[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
4 程林志;赵燕;;使用电动转向器的汽车操纵稳定性研究[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集(湖北专集)[C];2005年
5 游彩霞;刘晶郁;;在EPS系统中引入横摆角速度反馈对车辆稳定性的影响研究[A];2005年中国客车学术年会论文集[C];2005年
6 吴绍斌;李剑峰;高利;王刘安;;基于虚拟现实技术的车辆稳定性控制策略及仿真[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
7 潇然;黄燕苓;;现代机电液一体化集成控制技术在全球钢结构施工领域中的应用[A];首届全国钢结构施工技术交流会论文集[C];2006年
8 李哲;韩金刚;汤天浩;王小明;;一种基于UC3825A/B控制的开关电源[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
9 郑建湖;伍雄斌;文子娟;;快速路入口匝道控制对交通系统的影响分析[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年
10 马微;;网络化技术信息管理方法在设计企业的应用[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋宇;车辆稳定性系统和四轮转向系统及其集成控制研究[D];合肥工业大学;2012年
2 司癸卯;工程机械4WS系统及数字控制器研究[D];长安大学;2004年
3 张伯俊;四轮转向汽车横向动力学特性及控制研究[D];天津大学;2006年
4 秦炜华;基于多体模型的汽车底盘集成控制[D];合肥工业大学;2010年
5 董红亮;汽车四轮转向和主动悬架的综合控制研究[D];重庆大学;2009年
6 杨建森;面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究[D];吉林大学;2012年
7 刘显贵;汽车底盘关键子系统的稳定性分析与集成控制研究[D];合肥工业大学;2010年
8 赵树恩;基于多模型智能递阶控制的车辆底盘集成控制研究[D];重庆大学;2010年
9 郭健;汽车稳定性控制系统控制策略与评价方法研究[D];吉林大学;2011年
10 夏光;基于电磁阀式减振器的汽车SASS与ESP集成控制研究[D];合肥工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯严科;汽车线控四轮转向系统的研究[D];兰州理工大学;2010年
2 王红梅;基于DSP的四轮转向控制系统研究[D];长安大学;2004年
3 周慧会;汽车ESP/ASS、ESP/4WS的协调控制研究[D];合肥工业大学;2008年
4 孙文刚;飞机牵引车转向系统研究[D];长安大学;2008年
5 宋作军;四轮转向汽车的操纵稳定性研究[D];天津大学;2007年
6 周祥基;汽车转向传动机构的类型分析与优化设计[D];东南大学;2005年
7 杨维新;基于神经网络的汽车四轮转向控制系统研究[D];重庆交通大学;2009年
8 符浩翔;汽车悬架与四轮转向系统的综合控制研究[D];重庆大学;2005年
9 王辉;四轮转向汽车的控制研究和操纵动力学仿真分析[D];上海交通大学;2007年
10 宋正华;汽车稳定性控制虚拟样车及硬件在环仿真研究[D];东南大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;四轮转向系统[N];中国汽车报;2002年
2 许文强 赵梓成;方便转弯掉头 增加驾驶乐趣[N];中国信息报;2010年
3 ;DNAmachineAssessor技术实现自动化集成控制[N];消费日报;2009年
4 记者 王宝钧;中国DVD站起来了[N];中国电子报;2000年
5 岳琳;通用业务占近百分之七十[N];中国汽车报;2002年
6 唐山钢铁公司;实时生产 集成控制与管理[N];中国计算机报;2003年
7 张筱梅;“苹果”熟了[N];厂长经理日报;2000年
8 石述思;中国DVD挺起腰杆[N];工人日报;2000年
9 本报记者 魏惠娟;别克家族里里外外添新丁[N];中国经营报;2001年
10 实习记者 王非;国投新集成控制人煤炭资产平台[N];证券时报;2007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