汽车底盘电控系统集成控制策略研究

论文摘要

汽车底盘系统是一个模型阶次高、输入输出变量多的复杂系统,因此针对整个底盘系统设计单一的控制器是不可行的。随着汽车技术的发展,出现了各种针对汽车不同的功能子系统（单系统）而设计的控制器。ABS、ESP、ASS作为保证汽车安全性操稳性、平顺性的典型控制系统,成为行业研究、开发和使用的热点然而,汽车底盘系统是一个有机整体,随着车辆底盘系统复杂程度及人们对车辆性能要求的日益提高,单系统的控制已经无法兼顾整车性能的提高。汽车底盘动力学集成控制因有着传统控制无法比拟的优点,成为国际汽车研究领域的热点问题之一。汽车底盘集成控制技术的关键是如何采取有效合理的整合控制策略,在各系统共享传感器信息的条件下,消除各系统间的冲突和干涉,进而整体上改善车辆性能本文即在解析汽车底盘典型电子控制系统ABS、ESP、ASS核心控制策略的基础上,对典型的汽车底盘ABS、ESP、ASS三电控系统的集成控制策略进行了探索。首先,对底盘电控系统的发展趋势和集成控制思想进行了分析。其次,对比较成熟的ABS、ASS两个典型的底盘电控系统的控制策略和控制方法进行了解析,对目前国内尚未掌握其核心控制算法的ESP系统进行了控制算法的探索,提出了有效的ESP控制算法并验证其可行性。最后,分析三个典型控制系统集成控制存在的矛盾冲突因素,提出集成控制策略并运用ADAMS/Car-MATLAB/Simulink联合仿真技术,在多体系统动力学模型基础上验证了控制策略的有效性

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 典型底盘电控系统
• 1.3 汽车底盘动力学集成控制思想及发展趋势
• 1.4 论文意义、主要研究内容及解决的关键问题
• 第2章 各子系统控制策略解析
• 2.1 ABS防抱死制动系统
• 2.1.1 车轮受力分析
• 2.1.2 附着系数与滑移率
• 2.1.3 ABS工作原理
• 2.1.4 ABS控制算法
• 2.2 ASS主动悬架系统
• 2.2.1 悬架性能评价指标
• 2.2.2 ASS工作原理
• 2.2.3 ASS控制算法
• 2.3 ESP电子稳定程序
• 2.4 本文各系统控制策略
• 2.4.1 ABS控制策略
• 2.4.2 ASS控制策略
• 2.4.3 ESP控制策略
• 2.4.4 各控制系统与车辆系统信息交换情况
• 2.5 本章小结
• 第3章 集成控制策略构建
• 3.1 各子系统间矛盾冲突因素分析
• 3.1.1 动作过程中的相互耦合和影响
• 3.1.2 控制执行器干涉
• 3.1.3 系统冗余分析
• 3.2 分布式集成控制理论
• 3.3 集成控制策略构建
• 3.3.1 本文集成控制结构
• 3.3.2 集成控制总判器判决机制构建
• 3.3.3 优先级设置
• 3.3.4 系统冗余降解
• 3.4 俯仰角和动位移控制
• 3.5 集成控制策略
• 3.6 本章小结
• 第4章 系统模型建立
• 4.1 ADAMS/CAR软件
• 4.2 多体系统动力学模型构建
• 4.2.1 ADAMS/Car模型
• 4.2.2 建模所需关键参数
• 4.3 联合仿真模型
• 4.4 SIMULINK控制模型构建
• 4.5 本章小结
• 第5章 仿真验证
• 5.1 单个系统控制效果验证
• 5.1.1 ABS控制效果验证
• 5.1.2 ESP控制效果验证
• 5.1.3 ASS控制效果验证
• 5.2 "组合运用"与集成控制效果对比验证
• 5.2.1 正常行驶状态
• 5.2.2 直线制动状态
• 5.2.3 转弯行驶状态
• 5.2.4 转弯制动状态
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 今后研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况