基于分層式結(jié)構(gòu)汽車底盤系統(tǒng)集成控制研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，工程技術(shù)的進步，汽車底盤控制技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。汽車底盤集成控制是近年來汽車底盤控制研究領(lǐng)域熱點問題，對有動力耦合關(guān)系的底盤系統(tǒng)采用集成控制，可以協(xié)調(diào)各系統(tǒng)沖突，提高車輛的綜合性能。分層式集成控制復(fù)雜程度低，可靠性高，擴展性好，是較好的集成控制結(jié)構(gòu)。
　　 本文以整車為研究對象，根據(jù)牛頓力學(xué)定律，建立整車、車身以及車輪的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了車身垂直載荷轉(zhuǎn)移方程。采用魔術(shù)公式輪胎力學(xué)模型，并且分別建立

2、了防抱死制動系統(tǒng)和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。分析電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，防抱死制動系統(tǒng)，半主動懸架系統(tǒng)的控制目標(biāo)，分別對各系統(tǒng)設(shè)計了控制策略，建立底層控制器。分析各系統(tǒng)間的動力耦合關(guān)系，設(shè)計集成控制策略。防抱死制動系統(tǒng)和半主動懸架系統(tǒng)共同工作時，集成控制器以抑制懸架俯仰運動保證制動性能；電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和半主動懸架系統(tǒng)共同工作時，集成控制器以抑制懸架側(cè)傾運動優(yōu)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向輸入保證車輛操縱穩(wěn)定性；防抱死制動系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和半

3、主動懸架系統(tǒng)共同工作時，集成控制器通過計算車輛當(dāng)前運動狀態(tài)優(yōu)化制動系統(tǒng)控制器的目標(biāo)滑移率，比較轉(zhuǎn)向制動的響應(yīng)方差，對兩系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，懸架系統(tǒng)取制動懸架集成控制策略，保證輪胎的抓地力。
　　 本文利用Matlab/Simulink仿真軟件搭建整車仿真模型，進行仿真控制研究，驗證不同工況下的集成控制效果。仿真結(jié)果表明，制動工況下，采用集成控制，車身俯仰角得到了很好的控制，后輪滑移率較為穩(wěn)定，制動距離縮短，車輛制動性能得到改善。轉(zhuǎn)向工

4、況下，采用集成控制，橫擺角速度時域響應(yīng)時間略微變慢，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度變小，但是動態(tài)性能提升，車身加速度波動得到了改善，前懸架動行程變小，側(cè)傾角降低，提高了車輛的操縱穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向制動工況下，橫擺角速度時域響應(yīng)速度變快，最大值提高，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能有明顯提升，制動減速度相比單獨控制略有下降，但是對車身姿態(tài)進行控制，并且優(yōu)化了制動系統(tǒng)目標(biāo)滑移率，所以制動距離與單獨控制相差不大。分析仿真結(jié)果可以看出，底盤多系統(tǒng)同時工作時，采用集成控制，可以有效降低系