收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究

杨建森  
【摘要】:汽车作为现代社会的主要交通工具,推动着社会经济的迅速发展和人民生活水平的快速进步,但是每年由于交通事故造成的死亡人数和经济损失触目惊心,汽车安全问题已成为世界性的社会问题。伴随着电子技术、传感器技术和车载网络技术的进步,以电子稳定性控制为代表的汽车底盘电控系统得到了高速发展,装车率也越来越高,无论是对汽车的行驶安全性还是乘坐舒适性都有显著提高。目前这些底盘电控系统大都是围绕提高某一项性能指标,由各个零部件厂商单独设计开发的,而没有考虑与其它电控系统的相互影响和耦合作用,只是简单叠加在一起非但不能充分体现出各自应有的性能,反而会降低整车的综合性能,因此进行集成控制成为汽车主动安全技术的未来发展方向。底盘集成控制能够充分考虑各子系统间的相互影响和耦合作用,在硬件或软件上对控制目标或控制动作进行优化处理,从根本上解决各子系统间的冲突,实现整车综合性能的最优。 本文结合国家863计划项目“X121轿车集成开发先进技术”子课题“电子稳定系统(ESP)集成开发及电动转向系统(EPS)一体化控制技术”,总结国内外研究成果的基础上,以面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究为主题,以某国产轿车为研究对象,就高品质汽车动力学建模、电子稳定性控制策略及仿真、电子稳定性控制实车试验、底盘集成控制策略及仿真、底盘集成控制硬件在环试验等方面开展了一系列工作,主要内容如下: 第一章为绪论。系统的介绍了汽车底盘主动安全系统的发展,引出了汽车底盘集成控制的优势和必要性,分析了汽车底盘集成控制的关键问题,然后总结了汽车底盘集成控制的国内外研究现状,由此阐述了本文选题的科学意义和应用背景,给出本文 研究的主要内容。 第二章为高品质汽车动力学模型研究。针对底盘集成控制研究的特点,采用模块化思想建立了满足精度和实时性要求的十六自由度非线性汽车动力学模型,其中整车模型以车体六自由度运动为基础,兼顾非簧载质量的垂向跳动,并且考虑了悬架KC特性的修正,最后通过目标车的实车试验数据对建立的汽车动力学模型进行了验证。 第三章为电子稳定性控制策略及仿真研究。基于差动制动方式的ESC系统在主动安全控制方面具有其它系统无法比拟的优势,本文底盘集成控制研究也是围绕ESC系统展开的。本章首先采用分层模块化思想设计了电子稳定性控制策略总体架构,然后以汽车侧向动力学为基础,分析了横摆角速度和质心侧偏角联合描述驾驶员驾驶意图的必要性。重点研究了横摆稳定性控制算法,分别设计了基于LQR的横摆力矩决策算法和基于GPC的横摆力矩决策算法,并对这两种算法的控制效果进行了仿真对比分析。 第四章为电子稳定性控制策略试验研究。自主设计开发了电子稳定性控制ECU、车辆姿态传感器以及上位机监控系统,并以此为基础搭建了电子稳定性控制系统车载试验平台;然后考虑到实际产品的成本和环境依赖问题,设计了质心侧偏角和轮缸压力估计算法,并通过ESC系统车载试验平台验证了估计算法的有效性;最后通过典型试验工况初步验证了车辆姿态传感器的精确性以及横摆稳定性控制算法和ABS控制算法的有效性。 第五章为底盘集成控制策略及仿真研究。采用分层模块化思想设计了底盘集成控制策略的总体架构,分两个层面对汽车底盘集成控制开展研究,首先针对差动制动和主动转向进行集成,设计了七自由度预测模型和基于MPC的集成控制算法,实现了ESC和AFS的集成控制;然后在此基础上加入主动悬架控制,设计了综合SMVSC算法和轮胎力最优分配算法的集成控制策略,实现了ESC、AFS和ASS的集成控制,也就是严格意义上的底盘一体化控制。最后应用自主开发的汽车动力学仿真平台对两种集成控制策略的控制效果进行了仿真分析。 第六章为底盘集成控制策略硬件在环试验研究。为了在加入传感器、执行器和控制器等实际硬件的环境中进一步验证底盘集成控制算法的有效性,基于Matlab/xPCTarget技术自主设计开发了底盘集成控制硬件在环(HIL)试验台,该HIL试验台包括驾驶模拟系统、实时仿真系统和ESC液压制动系统。结合HIL试验台网络拓扑结构,基于SAE J1939协议自主设计制定了CAN通信协议,并开发了用于协议解析、控制系统在线调试和标定的上位机软件。最后针对ESC、AFS和ASS的集成控制开展了驾驶员在环的HIL试验,试验结果表明本文设计的底盘集成控制策略可以有效的提高汽车的行驶安全性。 第七章对全文内容进行工作总结,并对未来的研究方向提出了展望。 本文从实际问题出发,对面向主动安全的汽车底盘集成控制策略进行了研究,并在以下几个方面有所创新: (1)基于分层模块化思想设计了汽车电子稳定性控制策略,在进行横摆稳定性控制时,针对LQR算法对控制模型精度依赖性较高的问题,设计了基于GPC的横摆力矩决策算法,并应用自主开发的车载试验平台对GPC算法的有效性进行了试验验证; (2)针对差动制动和主动前轮转向的集成控制,设计了七自由度预测模型和基于MPC的集成控制算法,实现了ESC和AFS的集成,并应用自主开发的汽车动力学仿真平台对MPC算法的控制效果进行了仿真验证; (3)针对差动制动、主动前轮转向和主动悬架的集成控制,设计了综合SMVSC算法和轮胎力最优分配算法的集成控制策略,实现了ESC、AFS和ASS的集成,并应用自主开发的底盘集成控制硬件在环试验台对控制策略的有效性进行了试验验证。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈龙;汪若尘;江浩斌;;基于大系统理论半主动悬架系统[J];机械工程学报;2008年08期
2 马杏军,刘谨,陈敏贤;PLC与工控机集成控制在汽车固定节检漏中的应用[J];机电工程;2001年03期
3 王启瑞,刘立强;汽车转向与悬架系统的集成控制研究[J];汽车科技;2005年01期
4 刘沙;;地铁火灾自动报警系统设置方案选择[J];消防科学与技术;2008年10期
5 李运洲;;挣值理论在建筑工程施工集成控制中的应用[J];山西建筑;2008年27期
6 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
7 王旭;陈文昭;;建设项目全过程工程造价集成控制[J];山西建筑;2010年20期
8 熊江陵;;工程项目施工成本的集成控制[J];中国高新技术企业;2010年34期
9 熊江陵;;工程项目成本集成管理初探[J];当代经理人(中旬刊);2006年11期
10 黄火兵;夏伟;屈盛官;王郡文;;比例控制与插装阀技术的应用与发展[J];机床与液压;2007年04期
11 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
12 高阳;薛小峰;王春波;袁伟;;舰船推进监控系统研究[J];舰船科学技术;2008年06期
13 李剑锋;李红涛;李聚波;王丽芹;葛运旺;;面向网络化制造的企业集成控制模型研究[J];工具技术;2009年08期
14 汪少华;陈龙;袁传义;;车辆半主动悬架与助力转向集成控制的仿真研究[J];汽车工程;2009年11期
15 宋占伟,闻邦椿;21世纪工程机械的发展趋势[J];建筑机械;1999年12期
16 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
17 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
18 易纲;常思勤;;液驱混合动力车辆纵向运动控制策略[J];南京理工大学学报(自然科学版);2007年03期
19 张飞舟;曹学军;孙敏;;基于多智能体的城市交通集成控制系统设计[J];北京大学学报(自然科学版);2008年02期
20 王健;;智能化计算机实验中心集成设计[J];福建工程学院学报;2008年03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 ;汽车底盘保护胶(底盘保护装甲)[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
3 叶长远;张能;;轻型汽车底盘发动机选择与性能匹配计算(摘要)[A];四川省汽车工程学会第一届二次年会论文集[C];1991年
4 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
5 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
6 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
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 韩峰;;关于汽车制动间隙自动调整臂标准的设想[A];2005年中国客车学术年会论文集[C];2005年
10 邱波峡;;汽车底盘浸涂水溶性环氧酯浸涂漆生产线的施工[A];环保型涂料及涂装技术研讨会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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 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
4 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
5 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
6 孙万峰;商用车牵引力与制动力集成控制算法研究[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 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
9 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
10 玄圣夷;面向主动安全的汽车底盘行驶稳定性控制策略研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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 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
4 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
5 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
6 王西建;轻型汽车神经网络非线性解耦底盘集成控制研究[D];吉林大学;2013年
7 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
8 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
9 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
10 温溢;中置式汽车底盘电力测功机设计与实现[D];河北工业大学;2011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 陈醉 李湘虹;五院士在宁波高新区办公司[N];中国高新技术产业导报;2009年
4 本报记者 王冀;“召回”为何盯上汽车底盘[N];中国汽车报;2004年
5 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
6 本报记者 白沙;安全的秋日之旅[N];网络世界;2005年
7 张筱梅;“苹果”熟了[N];厂长经理日报;2000年
8 杨景定;要钢板硬扛还是吸能溃缩[N];市场报;2006年
9 本刊特约主笔 刘勇;安全永远是第一位的[N];工人日报;2007年
10 卞荣祺;万向昌河合资组建汽车底盘公司[N];中国机电日报;2002年
 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