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《合肥工业大学》 2008年
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汽车底盘系统分层式协调控制研究

初长宝  
【摘要】: 随着汽车底盘一体化集成控制系统的不断发展,对底盘系统的集成控制研究愈加紧迫。基于此,本文对汽车底盘系统中的悬架系统、电动助力转向系统及制动系统进行了分层式协调控制研究。分层式协调控制策略与集中控制、分散控制相比,具有控制器设计复杂程度低、控制系统稳定性高、便于集成控制系统扩展等优点,为汽车底盘一体化集成控制提供了新思路。 本文以半车为研究对象,首先对悬架系统、电动助力转向系统及制动系统分别建立数学模型,模型的建立并不考虑子系统间的相互影响,采用不同控制方法对各子系统进行控制器设计,并进行了仿真研究。然后,利用前面设计好的各子系统控制器作为底层控制器,在深入分析悬架系统与制动系统、电动助力转向系统与制动系统以及三系统间的相互影响的基础上,设计了上层协调控制器。上层协调控制器是一个决策控制器,起到了对底层控制器决策、监控的作用。它相当于一个选择开关:当车辆正常行驶时,上层协调控制器起到了监控各底层控制器的作用,各传感器信号通过CAN总线传输到上层协调控制器,对主要指标进行监控;当出现异常情况时(如紧急制动),上层协调控制器对主要指标进行监控,发现异常后对底层控制器发出决策指令。仿真结果表明:采用分层式协调控制策略,在保证子系统性能良好的情况下,汽车综合性能得到提高。 本文的试验研究较为深入。首先基于LabVIEW开发平台进行了防抱制动系统硬件在环试验,缩短了ABS电子控制单元的开发周期;然后基于ARM7和protel开发平台进行了ABS、EPS实际控制器的开发;最后,基于分层协调控制策略,设计了上层协调控制器,以协调ABS、EPS之间的矛盾性。试验结果表明:底层ABS、EPS子控制器控制逻辑正确,上层协调器决策控制输出设计合理,在降低较少制动性能基础上,车辆的操纵性能、横向稳定性能得到较大提高,从而获得良好的综合性能。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U463.1

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 褚端峰;客车行驶稳定性控制的关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
2 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
3 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
4 赵林峰;全工况电动助力转向系统建模控制及试验研究[D];合肥工业大学;2010年
5 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
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 马国宸;基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究[D];浙江大学;2011年
2 刘经文;四轮独立电动车驱动/转向/制动稳定性集成控制算法研究[D];吉林大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 龙涛,郁凯元,冯月贵;LabVIEW在汽车ABS制动管道动态特性测试中的应用[J];电子机械工程;2002年06期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 杨启耀;张文娜;王存宝;周孔亢;;空气悬架弹性元件特性的理论研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 刘俊;;汽车电动助力转向技术及发展状况[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
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5 蒋阳;;基于有限元的钢板弹簧应力分析[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
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7 潘松;魏民祥;;某型航空无人飞行器用发动机模型辨识的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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10 韩江洪;刘磊;卫星;夏伟;;基于规则化描述的总线型车身控制系统硬件在环仿真研究与设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
2 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
3 陈平录;气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究[D];浙江大学;2010年
4 褚端峰;客车行驶稳定性控制的关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
5 车勇;轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计[D];武汉理工大学;2010年
6 李皓玉;车辆与路面相互作用下路面结构动力学研究[D];北京交通大学;2011年
7 张磊;变速器齿轮承载能力分析方法的研究及应用[D];吉林大学;2011年
8 欧阳;轿车稳定性控制系统轮缸压力控制和估算算法研究[D];吉林大学;2011年
9 常胜;半挂汽车列车动态特性分析与鲁棒控制[D];吉林大学;2011年
10 王欢;多轴车辆转向系统与悬架系统集成控制研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
3 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年
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5 张维;基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究[D];山东科技大学;2010年
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7 朱凯;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计[D];山东科技大学;2010年
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9 丁雷;白鼠脑电信号远控采集处理系统的设计与研究[D];山东科技大学;2010年
10 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘朝红,韩进;汽车ABS的应用及发展方向[J];本溪冶金高等专科学校学报;2002年02期
2 贝绍轶;赵景波;刘海妹;;汽车底盘集成系统的重构控制技术评述[J];传感器与微系统;2010年04期
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7 文成林,陈志国,周东华;基于强跟踪滤波器的多传感器非线性动态系统状态与参数联合估计[J];电子学报;2002年11期
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10 冯霏;刘杨;李凌轩;闻邦椿;;汽车非线性悬架最优控制的研究[J];中国工程机械学报;2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王其东;基于多体理论的汽车悬架系统分析、设计与控制研究[D];合肥工业大学;2002年
2 余淼;汽车磁流变半主动悬架控制系统研究[D];重庆大学;2003年
3 孙建民;车辆主动悬架系统控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
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5 田大庆;基于鲁棒控制理论的汽车电动转向助力系统控制技术研究[D];四川大学;2006年
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7 沈晓鸣;基于广义执行器—受控对象的车辆底盘集成控制的研究[D];上海交通大学;2006年
8 徐汉斌;电动转向器控制系统研究[D];武汉理工大学;2007年
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10 刘巍;轻型汽车转向稳定性控制算法及硬件在环试验台研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄森仁;汽车电动助力转向系统(EPS)的研究[D];合肥工业大学;2003年
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3 张利鹏;汽车转弯制动性能分析与防抱控制仿真研究[D];燕山大学;2004年
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5 时培成;基于虚拟样机技术的汽车整车操纵稳定性研究[D];合肥工业大学;2005年
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10 王霞;汽车防抱制动与主动前轮转向系统协调控制研究[D];合肥工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王爱国;秦炜华;;基于多体模型的汽车主动悬架控制分析[J];安徽科技学院学报;2011年02期
2 覃涛;李刚炎;涂鸣;吴婷;;客车气压制动时延分析及其控制研究[J];北京理工大学学报;2012年05期
3 张晋珠;赵彤璐;苏铁熊;;具有驾驶员行为滞后的汽车列车闭环系统模型的稳定性分析[J];山西大学学报(自然科学版);2011年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 朱茂飞;汽车底盘集成系统解耦控制方法及关键子系统时滞控制研究[D];合肥工业大学;2011年
2 喻厚宇;基于四轮协调的电动轮车辆纵横向耦合动力学控制研究[D];武汉理工大学;2011年
3 鄂越;基于Agent的蜂产品质量控制研究[D];中国农业科学院;2012年
4 王智深;客车气压制动系统欠压补偿控制技术研究[D];武汉理工大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 马国宸;基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究[D];浙江大学;2011年
2 马葳;汽车电动助力转向系统控制策略及试验研究[D];武汉理工大学;2011年
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4 黄茫茫;车辆驾驶模拟器转向模拟系统的研究和开发[D];浙江大学;2012年
5 周贤勇;基于总线的汽车底盘电控单元及系统集成技术[D];浙江工业大学;2012年
6 胡珊;基于CAN总线的车身控制模块的研究[D];湖南大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱迅;新型电子控制电动助力转向系统[J];北京汽车;1996年04期
2 时秋兰,赵伟,侯国屏;基于LabVIEW环境开发虚拟仪器的几点体会[J];电测与仪表;2001年12期
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6 林逸,施国标;汽车电动助力转向技术的发展现状与趋势[J];公路交通科技;2001年03期
7 厉朴,宋健,于良耀;汽车防抱制动系统轮速信号异点剔除预处理算法[J];公路交通科技;2001年04期
8 宋健,李永;汽车防抱死制动系统控制方法的研究进展[J];公路交通科技;2002年06期
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10 张勇,徐忻,蔡艳,华学明,于乾波;基于LabView虚拟仪器的CO_2焊接参数采集分析系统[J];焊接学报;2003年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 黄森仁;汽车电动助力转向系统(EPS)的研究[D];合肥工业大学;2003年
2 徐娟;解耦控制理论在汽车转向与悬架集成系统中的应用[D];合肥工业大学;2005年
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1 闫俊;张欣;;汽车电动助力转向技术分析[J];北京汽车;2006年02期
2 高勇;陈龙;江浩斌;袁朝春;;电动助力转向系统控制策略研究[J];拖拉机与农用运输车;2007年01期
3 藤瑞品;胡良军;曾代忠;胡敏哲;;轻型汽车悬架侧倾角刚度分析[J];企业技术开发;2006年05期
4 高立新;胡延平;吴红艳;;基于ADAMS的刚柔耦合汽车悬架性能分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年06期
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7 冯俊萍;赵景波;刘海妹;;汽车EPS电动机控制系统设计与试验[J];传感器与微系统;2010年04期
8 老车;;汽车助力转向有哪几种形式?[J];汽车知识;2003年12期
9 戴亦宗;赵德安;陈龙;;汽车电动助力转向与悬架集成系统的研究[J];拖拉机与农用运输车;2007年05期
10 陈无畏,王启瑞;电动助力转向系统的模糊自调整PD控制[J];江苏大学学报(自然科学版);2004年02期
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3 刘显臣;;路面噪音[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
4 李寿涛;郭立书;徐辉;宗长富;施瑞康;施正堂;;基于模糊逻辑的驾驶员紧急制动意图识别[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
5 严世榕;郭长福;;汽车转弯制动过程动力学仿真[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
6 卢磊;陈效华;刘淑娟;王秀田;;一种在汽车上应用太阳能技术的设计方案[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
7 蒋光福;;HyperWorks在汽车副水箱优化中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
8 张广奎;张晓宇;;谈汽车强电运行的弱化控制[A];2004年中国客车行业发展论坛暨中国客车学术年会论文集[C];2004年
9 李春颖;;汽车内空气污染状况分析[A];中国环境保护优秀论文精选[C];2006年
10 张亚军;;汽车检测与维修专业课程的教学改革[A];2006无锡职教教师论坛论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 本报记者 刘冬杰;日本“汽车外交”威胁欧美利益[N];经济参考报;2005年
5 采访人 江筱湖(以下简称江) 采访人 郝明义(以下简称郝);汽车会取代步行吗?[N];中国图书商报;2005年
6 本报记者  唐铮;开着汽车去放牛[N];北京日报;2006年
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8 四川 贺云 荐;误踩汽车油门控制器[N];电子报;2006年
9 记者 曹飞;“问题”汽车让张女士心烦[N];大同日报;2007年
10 通讯员 唐顺生 顾珊菁;东华社区与驻桂某汽车连共建二十余载结硕果[N];桂林日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 初长宝;汽车底盘系统分层式协调控制研究[D];合肥工业大学;2008年
2 聂佳梅;基于灰色预测的汽车SAS与EPS集成系统分层协调控制研究[D];江苏大学;2009年
3 赵景波;汽车EPS混杂控制系统理论、设计及实现研究[D];江苏大学;2009年
4 苏小平;依维柯汽车多体动力学仿真分析、优化研究及工程实现[D];南京理工大学;2004年
5 袁传义;半主动悬架与电动助力转向系统自适应模糊集成控制及其优化设计[D];江苏大学;2007年
6 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
7 赵林峰;全工况电动助力转向系统建模控制及试验研究[D];合肥工业大学;2010年
8 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
9 金凌鸽;C级车悬架KnC特性优化设计方法研究[D];吉林大学;2010年
10 侯德藻;汽车纵向主动避撞系统的研究[D];清华大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨孝剑;汽车电动助力转向系统的动力学分析与控制研究[D];合肥工业大学;2003年
2 张云安;汽车电动助力转向系统控制技术的研究[D];西北工业大学;2005年
3 陈卫平;汽车电动助力转向系统的关键技术研究[D];合肥工业大学;2005年
4 潘海鹏;电动助力转向故障诊断技术研究[D];吉林大学;2005年
5 关勇刚;轴助力式汽车电动助力转向系统的研究与开发[D];华中科技大学;2005年
6 史明光;汽车主动悬架系统与电动助力转向的集成鲁棒控制研究[D];合肥工业大学;2004年
7 朱海;电动助力转向匹配分析及性能评价研究[D];吉林大学;2004年
8 姚胜华;电动助力转向系统的研制[D];浙江大学;2004年
9 李驰;汽车电动助力转向系统的半实物仿真与研究[D];大连理工大学;2005年
10 刘光启;汽车电动助力转向用无刷直流电机控制系统的研究[D];华中科技大学;2005年
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