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基于CAN-bus的半主动悬架与助力转向系统耦合控制研究

李波  
【摘要】: 目前,对汽车各子系统的控制研究已日趋成熟,如主动悬架控制(ASS)、助力转向控制(EPS)、安全防抱死制动装置(ABS)、自动变速器控制(AT)以及车内环境控制等。不同控制方法的运用改善了汽车各子系统的性能,改善了人与汽车系统的关系。但是汽车作为一个整体,各子系统之间必然会相互影响、相互干扰,因此有必要对汽车中有运动关系的各子系统进行耦合控制研究。 耦合控制,是在联合控制系统的基础上增加耦合控制器模块,使其有针对性地改善原车的不良性能,从而达到提升整车综合性能的目的。其优势在于它不改变原有子系统的控制器结构,耦合控制模块独立于原来的子系统而存在,这样既能发挥原有子系统控制器的优点,又能够在一定程度上改进整车的综合性能。同时这样的做法也有利于进行产业化的推广。 利用ADAMS/VIEW建立含有半主动悬架系统和助力转向系统的整车虚拟样机模型,基于MATLAB/SIMULINK分别设计半主动悬架系统和助力转向系统的控制器,并通过ADAMS/Control模块实现基于了ADAMS和MATLAB/SIMULINK的联合仿真。通过相应的仿真试验验证虚拟样机模型及所设计控制器的有效性。并以此联合控制模型为耦合控制研究基础。 在半主动悬架与助力转向联合控制模型的基础上,基于底盘CAN-bus车载网络,以降低侧倾角作为耦合控制的目标,设计了一种耦合控制器。助力转向控制器上传方向盘转角信号到CAN-bus,耦合控制器通过CAN-bus接收该信号,并进行处理计算出左、右两侧悬架的作动力系数。再将该系数传送给半主动悬架控制器,从而实现半主动悬架与助力转向系统的耦合控制。通过仿真分析,该控制器有效降低了车身的侧倾角,从而验证该控制器的有效性,并为后续进行耦合控制的研究提供了一种思路。


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