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《武汉科技大学》 2006年
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汽车稳定性控制策略研究与仿真

罗俊  
【摘要】: 汽车稳定性控制是通过车载控制系统实时调整车辆的运行状态,使车辆能够按照驾驶员的意图行驶,并防止车辆失稳的汽车主动安全装置,是当前国际上汽车主动安全领域的研究热点。随着控制技术的发展和系统成本的降低,将很有可能全面替代ABS成为现代汽车的标准装备。在国外,最近几年汽车稳定性控制得到了快速地发展,已经开始在中、高级轿车上大量装备;而我国在此领域的研究刚刚起步,开展这项研究具有重要的现实意义和广阔的应用前景。 本文围绕着自主开发汽车稳定性控制系统这一主题,在借鉴国外研究成果的基础上,就汽车稳定性控制系统建模、汽车稳定性控制的力学原理分析、控制算法设计以及控制效果评价等方面进行了详细论述。 首先,论文在分析H.B.Pacejka教授提出的魔术公式基础上,进一步完善了全工况轮胎力学模型,并建立了轮胎附着极限下汽车稳定性控制的数学模型,为控制系统的仿真研究奠定了模型基础。 其次,说明了直接横摆力偶矩控制法提高极限工况下弯道加速(或制动)行驶能力,从而改善汽车操纵稳定性的机理,为汽车稳定性控制提供了理论基础。 最后,运用滑模变结构控制理论,基于质心侧偏角和横摆角速度这两个控制变量分别提出三种具有针对性的控制策略,在Simulink仿真平台上,对带有汽车稳定性控制器和不带汽车稳定性控制器的车辆模型进行了仿真研究;对不同工况下汽车稳定性控制策略的具体应用及车速、转向特性和控制参数等因素对控制品质的影响进行了研究。 仿真结果证明了该汽车稳定性控制算法的有效性和鲁棒性。对仿真结果的比较分析表明:在低附着路面上应以β控制为主,以控制过大的质心侧偏角;在高附着路面上应以γ控制为主,从而抑制较大的侧向加速度;而在中等附着路面上,应根据实际车辆响应参数来决定到底应该采用何种控制策略。由于联合控制策略综合考虑了质心侧偏角和横摆角速度之间相互耦合的关系,克服了单独横摆角速度控制时质心侧偏角过大,以及单独质心侧偏角控制时对理想横摆角速度跟踪不好的缺点,因而优势明显,联合控制策略下的车辆具有最佳的操纵稳定性。 本文的研究工作为进一步发展车辆稳定性控制系统提供了可借鉴的控制策略,同时也对研究车辆运动分析及其仿真实验有一定的帮助。
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U463.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王行;阳林;冯勇;彭仁杰;;基于直接横摆力偶控制的FSAE赛车稳定性研究[J];农业装备与车辆工程;2013年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张浩;客车操纵稳定性分析及其控制策略研究[D];吉林大学;2012年
2 张金柱;基于GPS的汽车稳定性控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 叶锦权;汽车侧向稳定性控制系统设计与半实物仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 杨涛;汽车横向稳定性控制研究[D];长安大学;2011年
3 徐学进;基于驾驶模拟器的车辆动力学建模研究[D];武汉理工大学;2007年
4 宋丹丹;汽车急转向防侧滑控制研究与仿真[D];长沙理工大学;2007年
5 孙杨;基于联合控制的汽车ESP控制系统仿真研究[D];青岛理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 夏锡全;王继先;杨海东;李兆文;;自动引导车作业平台的研制[J];安徽农业大学学报;2006年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 梁捷;陈力;;漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 陈志煌;陈力;;漂浮基双臂空间机器人本体与末端抓手协调运动的模糊滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 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
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9 张晨曦;樊鹏辉;王新华;蔡开元;;可垂直起降和高速前飞飞行器模态转换控制律设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
2 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
3 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
4 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
5 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
6 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
7 路永婕;重载汽车与路面相互作用动力学研究[D];北京交通大学;2011年
8 霍娜;轻型客车悬架系统建模及可靠性试验方法优化[D];吉林大学;2011年
9 逄淑一;面向主观评价的汽车动力学建模研究[D];吉林大学;2011年
10 张素民;汽车电控系统仿真平台的关键技术研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 章鑫;基于液压缸压力及鳍角反馈的减摇鳍升力控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 崔东坡;吊艇架被动式抗摆技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 朱志伟;基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究[D];大连理工大学;2010年
5 刘敬娜;几类生物动力学系统模型的变结构控制[D];辽宁师范大学;2010年
6 成杰;变结构控制在阵列式磁集成电压调整模块中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
7 王培;基于差动制动的汽车动力学稳定性控制策略研究[D];长沙理工大学;2010年
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10 戴璐;BUCK变换器的滑模变结构控制[D];湖南工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范晶晶;邹广才;;基于DYC的四轮驱动电传动车辆动力学控制系统研究[J];车辆与动力技术;2009年01期
2 晏蔚光,毋茂盛,余达太,李果;一种基于横摆力矩和主动前轮转向控制的制动稳定性控制方法[J];北京科技大学学报;2005年04期
3 刘岩,丁玉兰,张成宝;汽车制动稳定性的分析与试验研究[J];北京汽车;2000年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 陈涛;人—车—路(环境)联合运行虚拟仿真理论与实现技术研究[D];长安大学;2005年
5 唐国元;车辆防抱制动系统及制动稳定性控制策略的仿真研究[D];华中科技大学;2005年
6 袁忠诚;轮胎稳态模型研究[D];吉林大学;2006年
7 张小龙;车辆主动安全性能道路试验系统及评价方法研究[D];东南大学;2006年
8 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
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10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋海峰;基于GPS的汽车电动助力转向控制器的研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 叶锦权;汽车侧向稳定性控制系统设计与半实物仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
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4 朱勇;GPS车辆监控指挥系统关键技术的设计与实现[D];电子科技大学;2010年
5 王媛媛;ESP系统的制动力分配控制策略优化[D];吉林大学;2011年
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7 李占旗;基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究[D];吉林大学;2011年
8 孙显营;面向对象车辆动力学系统建模研究及应用[D];昆明理工大学;2002年
9 黄燕;规则自调整的自适应模糊控制研究[D];汕头大学;2003年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王睿;李显生;任园园;张浩;郑雪莲;;基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2013年05期
2 游专;何仁;刘文光;张中帆;;基于车速及装载变化的纯电动客车操纵稳定性分析[J];江苏大学学报(自然科学版);2014年02期
3 王立文;陈曦;贾立山;;机场消防车训练模拟器仪表系统的实现[J];自动化仪表;2013年04期
4 温剑柳;;道路试验中车辆主动安全性能的评价方法[J];中国高新技术企业;2014年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 邓涛;基于“人—车—路”闭环的无级自动变速系统硬件在环仿真研究[D];重庆大学;2010年
2 张金柱;基于GPS的汽车稳定性控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 马彬;车路协同动力学差异特性及轮胎印迹机理研究[D];吉林大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐锐;两栖装甲车辆模拟器水动力学研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 张微微;驾驶模拟器方向盘实时力感模拟的研究[D];浙江大学;2012年
3 安丽华;汽车电子稳定性程序(ESP)控制方法及联合仿真研究[D];南京理工大学;2009年
4 宋安兴;汽车稳定性控制驾驶模拟仿真系统研究[D];重庆大学;2012年
5 姚腾蛟;高速船自动驾控模拟系统数据库实时构建与管理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 吕先洋;车辆主动速度控制研究[D];重庆交通大学;2012年
7 卢从娟;汽车长下坡速度控制研究[D];重庆交通大学;2012年
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9 魏谋文;与虚拟现实环境动感交互的赛车模拟装置研究[D];广东工业大学;2013年
10 王启波;基于实车试验的营运客车操纵稳定性状态参数研究[D];吉林大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郭孔辉;人—车—路闭环操纵系统主动安全性的综合评价与优化设计[J];汽车技术;1993年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;操纵性和稳定性的基础理论[J];世界汽车;1973年10期
2 张维军;陈胤;;试论汽车稳定性对安全行驶的影响[J];机械研究与应用;2009年01期
3 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
4 R.C基恩;J.R萨维奇;张一林;;必须重视自卸车的稳定性[J];专用汽车;1985年02期
5 时培成;李震;;汽车多体系统动力学稳定性控制联合仿真[J];河南科技大学学报(自然科学版);2007年03期
6 杨秀建;王增才;;基于线性变参数建模的汽车横摆力矩增益调度控制[J];机械工程学报;2009年01期
7 盖玉先;郭庆悌;宋健;李亮;;汽车动力学稳定性的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2006年12期
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9 欧健;康小鹏;张勇;邓国红;;汽车稳定性快速控制原型设计[J];计算机仿真;2009年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 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
2 张钦爽;丁惜瀛;苑克臣;;电动汽车姿态参数的解耦控制[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 张珂 通讯员 张晓东;摩托车驾驶人缘何频频“酒驾”[N];人民公安报·交通安全周刊;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张金柱;基于GPS的汽车稳定性控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 赵伟;汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究[D];长安大学;2008年
3 黄鹤;汽车稳定性控制系统分层优化控制研究[D];合肥工业大学;2012年
4 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
5 黄江;爆胎汽车稳定性控制原理与仿真研究[D];湖南大学;2009年
6 李刚;线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D];吉林大学;2013年
7 张喆;侧风作用下重型载货汽车气动特性与稳定性的联合研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李浩鹏;EPS系统性能的仿真研究[D];燕山大学;2012年
2 姜辉;基于自适应模糊控制的汽车稳定性仿真研究[D];山东理工大学;2012年
3 姚时音;汽车电子稳定性控制系统的研究[D];西华大学;2008年
4 宋安兴;汽车稳定性控制驾驶模拟仿真系统研究[D];重庆大学;2012年
5 程菊;基于STM32的汽车电子稳定控制系统的研究[D];燕山大学;2013年
6 汪静娴;基于DYNAware的ESP控制系统的仿真分析[D];合肥工业大学;2012年
7 罗俊;汽车稳定性控制策略研究与仿真[D];武汉科技大学;2006年
8 王媛媛;ESP系统的制动力分配控制策略优化[D];吉林大学;2011年
9 孙颖;汽车电子稳定系统控制方法的研究和仿真[D];东北大学;2008年
10 胡欢;基于虚拟样机的主动前轮转向控制研究[D];武汉理工大学;2010年
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