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《合肥工业大学》 2010年
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基于多体模型的汽车底盘集成控制

秦炜华  
【摘要】: 随着科技的发展,为提高汽车的舒适性、操纵性和主动安全性,各种动力学控制系统,如电动助力转向系统(EPS)、主动悬架系统(ASS)、防抱死制动系统(ABS)等相继应用到现代汽车上。在这些系统的集成控制设计中,两个重要问题---模型的建立和控制策略的确定近年来成为专家学者研究的热点。 论文阐述了汽车底盘集成控制的研究意义,讨论了集成控制的必要性;介绍了底盘集成控制研究中所采用的控制结构、算法以及模型;总结了集成控制的研究现状。 应用笛卡儿坐标法建立了EPS和装备ASS的整车多刚体动力学模型,并应用到系统的控制研究中。其中利用EPS多刚体动力学模型能够良好反映转向系统负载特性的特点,还对EPS系统进行了回正控制研究。仿真结果验证了控制效果。 根据转向和悬架系统的运动耦合关系,应用多刚体动力学模型,分别对EPS和ASS进行了集中式和分层-监督式集成控制研究。在集中式控制中,考虑到汽车实际行驶过程中存在着诸多约束条件和种种不确定性,设计了预测控制器;在分层-监督式协调控制中,基于整车空间多刚体动力学模型,设计了子控制器和上层协调控制器,协调控制器对各子控制器进行监督和协调。同时,又应用多刚体动力学模型和分层-监督式协调控制思想,根据转向、制动系统,以及转向、悬架、制动3个系统之间的运动耦合关系,分别对EPS/ABS和3个子系统进行了分层-监督式协调控制研究。仿真结果表明了集成控制的有效性和多刚体模型应用在集成控制中的可行性。 基于PXI硬件系统和LabVIEW软件,搭建了一个实时的具有数据采集、逻辑控制功能的硬件在环试验平台。在此平台上,分别对EPS系统的助力控制以及EPS和ABS的协调控制进行了硬件在环实车试验。结果反映出控制策略的合理性。同时硬件在环试验也为实际产品的开发打下了一定的基础,有利于提高开发的效率。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U463.4

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1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
中国硕士学位论文全文数据库 前3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 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
3 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
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
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3 胡建军;卢娟;秦大同;丁李辉;;电动助力转向系统的建模和仿真分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年08期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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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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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋中;一种基于非线性Laguerre模型的预测控制算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
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3 嵇震宇;马俊;田青;朱定芳;;车载随机振动隔离系统的优化设计[J];安徽工学院学报;1989年04期
4 陈朝阳;邵仁玉;韩星;樊剑;;汽车平顺性研究中“人—椅”系统模型再探[J];安徽工学院学报;1992年01期
5 肖平;;混合动力电动汽车的建模与仿真研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年03期
6 张海涛;高洪;查为民;孟舒;;具有LQG控制器的主动悬架半车模型动力学分析与仿真[J];安徽工程大学学报;2012年01期
7 钟小芳,蒋中;一种增量型多步预测、多步控制的单变量预测控制算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
8 刘灵芝;;ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年02期
9 宋宇,陈无畏;汽车麦克弗森滑柱式悬架多刚体模型的建立及仿真[J];安徽农业大学学报;2003年03期
10 曹明柱;冯能莲;夏传超;何彩青;吴加伟;;电动汽车的建模与仿真[J];安徽农业大学学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹洁;吕敬;王琪;彭慧莲;;含滚动摩阻非光滑多体系统动力学方程的数值计算方法[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 芮筱亭;戎保;;多体系统传递矩阵法研究进展[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
3 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
4 周福庚;吕召全;;先进分析方法在重卡前轴结构设计中的应用[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(工科卷)[C];2005年
5 石勇;;传动系的优化设计[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
6 刘相;;汽车车速的计算及优化[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
7 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
8 李倩;王斌刚;;浅谈ABS在汽车中的应用[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
9 孙鹤旭;梁涛;雷兆明;;基于状态空间模型的多时域预测控制系统的闭环特性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 杨建华;刘文琦;卢伟;;注汽锅炉蒸汽干度的模糊预测控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
3 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
4 张永林;车辆道路数值模拟与仿真研究[D];华中科技大学;2010年
5 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
6 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
7 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
8 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
9 周猛飞;延迟焦化工业过程先进控制与性能评估[D];浙江大学;2010年
10 杜静静;基于非线性度量和MLD-MPC的多模型方法研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁鹏飞;基于数字化功能样机的炸药破碎机性能分析[D];长春理工大学;2010年
2 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
3 史永伟;轮式装载机驱动桥多体动力学仿真分析[D];浙江理工大学;2010年
4 吴夏来;广义预测控制简化算法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 王永涛;车辆悬架优化控制与汽车平顺性分析[D];郑州大学;2010年
6 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 沈启敏;舰炮发射动力学及减小后坐力研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 谢笑颖;环境最优船舶区域动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 匡小红;某单缸柴油机曲轴系统动态特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 赵君卿,王其东;汽车电动助力转向与主动悬架集成控制及其仿真[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年03期
4 邢成波,孙志杰,孙以泽;车辆ABS建模及仿真研究[J];机床与液压;2003年06期
5 陈龙;徐凯;江浩斌;袁传义;;车辆转向与主动悬架集成系统控制[J];江苏大学学报(自然科学版);2006年05期
6 唐新蓬;杨树;;电动助力转向系统与汽车转向盘力特性的仿真研究[J];机械科学与技术;2005年12期
7 李建锋;丁渭平;沈渡;杨玲敏;;基于发动机转矩修正的汽车换档冲击控制仿真[J];机械科学与技术;2010年01期
8 张乐超;陈宝峰;许沧粟;;汽车底盘控制技术发展综述[J];机械科学与技术;2010年12期
9 李伟;张孝祖;李辉;;转向工况下主动悬架H_2/H_∞鲁棒控制研究[J];机械设计;2010年03期
10 王其东;姜武华;陈无畏;赵君卿;;主动悬架和电动助力转向系统机械与控制参数集成优化[J];机械工程学报;2008年08期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 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
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3 李道飞;基于轮胎力最优分配的车辆动力学集成控制研究[D];上海交通大学;2008年
4 牛礼民;车辆半主动悬架和电动助力转向集成控制的研究与实现[D];江苏大学;2008年
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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 祝辉;基于磁流变半主动悬架的汽车底盘集成控制[D];合肥工业大学;2009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 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
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 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
2 陈炎冬;分数微积分理论在车辆底盘控制中的应用研究[D];南京林业大学;2008年
3 孙斌;汽车底盘系统的分层集成控制研究[D];合肥工业大学;2008年
4 张凤茹;鲁棒极点正规配置数值算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 杨玲敏;汽车底盘电控系统集成控制策略研究[D];西南交通大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈杰平;易勇;乔印虎;;磁流变液阻尼减振器力学模型及其发展[J];安徽科技学院学报;2008年02期
2 丁建新,马国新;汽车主动悬挂控制理论研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);2000年03期
3 李军,孟红,张洪康,谷中丽;汽车悬架参数对操纵稳定性影响的仿真分析研究[J];车辆与动力技术;2001年04期
4 江加和,宋子善,沈为群,邱力为;模拟退火算法在连续变量全局优化问题中应用[J];北京航空航天大学学报;2001年05期
5 张卫冬,余达太,晏蔚光,李果,张洋平,黄孝斌;一种智能电动助力转向系统[J];北京科技大学学报;2003年01期
6 吴广政;轮胎纵向附着特性数学模型[J];北京汽车;2000年06期
7 郭顺生,李益兵,杨明忠;电动动力转向器的发展与研究[J];北京汽车;2001年04期
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9 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
10 孙鹏远,陈虹,康健,郭孔辉;汽车主动悬架的约束预测控制[J];吉林大学学报(信息科学版);2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李彬轩;柴油机电控单元硬件在环仿真系统的设计及其相关研究[D];浙江大学;2001年
2 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘孟祥;基于Simulink的柴油机及其控制系统的建模与仿真研究[D];湖南大学;2001年
2 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
3 王妍旻;汽车电动助力转向与主动悬架集成系统自适应控制研究[D];合肥工业大学;2004年
4 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
5 苏海涛;汽车非线性轮胎力的估计方法研究[D];吉林大学;2007年
6 王凯;空气消扭悬架仿真与实验研究[D];吉林大学;2007年
7 王英麟;基于CarSim与UniTire的爆胎汽车动力学响应研究[D];吉林大学;2007年
8 李洪伟;汽车悬架运动学特性的仿真与试验研究[D];吉林大学;2007年
9 李志魁;基于CarSim的整车动力学建模与操纵稳定性仿真分析[D];吉林大学;2007年
10 刘涛;两种驾驶员方向控制模型的比较与研究[D];吉林大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王启瑞,刘立强,陈无畏;基于随机次优控制的汽车电动助力转向与主动悬架集成控制[J];中国机械工程;2005年08期
2 陈龙;林安;江浩斌;;电动助力转向与主动悬架模糊神经网络集成控制[J];拖拉机与农用运输车;2008年01期
3 崔晓利;杨岳;袁传义;;车辆悬架系统与电动助力转向系统的集成控制[J];中南大学学报(自然科学版);2009年06期
4 高翔;缪丰隆;;电控液压助力转向系统与主动悬架的集成控制[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年01期
5 高翔;缪丰隆;;基于预测控制的汽车主动悬架与电控液压助力转向系统的集成控制[J];拖拉机与农用运输车;2009年01期
6 陈无畏,王妍旻,王其东,王启瑞,刘俊;电动助力转向与主动悬架系统多变量自适应集成控制[J];振动工程学报;2005年03期
7 赵君卿,王其东;汽车电动助力转向与主动悬架集成控制及其仿真[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年03期
8 夏长高;杨锡鹤;;四轮转向与主动悬架系统集成控制研究[J];拖拉机与农用运输车;2007年05期
9 范小彬;;汽车稳定性集成控制研究现状及发展[J];汽车与配件;2010年27期
10 姜炜;余卓平;张立军;;汽车底盘集成控制综述[J];汽车工程;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 王金湘;陈南;;主动悬架的操纵稳定性控制研究[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年
3 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
4 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
5 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
6 左言言;严才宝;;一种新的GA优化四自由度主动悬架控制[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
7 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
8 李英;王健;;多种测试仪器的计算机集成控制技术[A];第四届中国测试学术会议论文集[C];2006年
9 王击;;先进控制理论在材料工程中的应用[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
10 谢伟东;王磊;;RBF辩识的单神经元控制在汽车主动悬架中的应用[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;DNAmachineAssessor技术实现自动化集成控制[N];消费日报;2009年
2 记者 王宝钧;中国DVD站起来了[N];中国电子报;2000年
3 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
4 张筱梅;“苹果”熟了[N];厂长经理日报;2000年
5 石述思;中国DVD挺起腰杆[N];工人日报;2000年
6 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
7 ;应用高效光源 电器集成控制 多功能小型化 照明装饰并重[N];消费日报;2011年
8 ;山特MT500/MT1000 UPS产品[N];中国电脑教育报;2004年
9 张永法;贝加莱人机操作界面集成控制与显示功能[N];中国纺织报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 于显利;车辆主动悬架集成控制策略研究[D];吉林大学;2010年
5 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
6 刘树博;基于新型优化算法的主动悬架鲁棒输出反馈控制研究[D];吉林大学;2010年
7 李义;汽车复杂注塑件气辅注塑成型装备关键技术的研究[D];吉林大学;2006年
8 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
9 孙鹏远;基于LMI优化的主动悬架多目标控制研究[D];吉林大学;2004年
10 陈从平;芯片封装中时间—压力点胶过程建模、控制与应用研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 杨玲敏;汽车底盘电控系统集成控制策略研究[D];西南交通大学;2010年
3 柴卫红;汽车底盘主动安全集成控制技术研究[D];长春工业大学;2010年
4 应艳杰;EPS与ASS整车系统的H_∞/PID集成控制研究[D];合肥工业大学;2005年
5 梁赫奇;基于模型预测控制的底盘分层集成控制算法研究[D];吉林大学;2011年
6 赵君卿;汽车主动悬架与电动助力转向结构/控制集成优化研究[D];合肥工业大学;2005年
7 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
8 王妍旻;汽车电动助力转向与主动悬架集成系统自适应控制研究[D];合肥工业大学;2004年
9 温保岗;主动悬架控制策略研究及试验台设计[D];长安大学;2010年
10 姬会东;移相干涉仪中主动抗振及电器集成控制技术研究[D];南京理工大学;2004年
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