車輛主動安全性的底盤子系統集成控制研究

2015年03月02日12:16:22 本網站我要評論(2)字號：T | T | T

摘要：為簡化車輛控制系統結構及提高車輛行駛的主動安全性，采用底盤子系統分層協調結構對車輛縱向、側向及垂向運動進行了集成控制。該集成控制采用主環路－伺服環路－子系統執行層的控制結構，在主環路上，考慮建模不確定性、擾動以及運動狀態參數耦合，通過滑�？刂聘欆囕v參考模型，獲得車輛穩定行駛所需的期望廣義力；在伺服環路上，考慮

輪胎力非線性及其耦合關系，利用二次規劃算法將廣義力優化分配到子系統。特別是在集成控制中加入側傾力矩分布控制，有效調控垂向載荷的內外側轉移，抑制車身的側傾，對車輛主動安全性的改善起到一定的作用。仿真結果表明，底盤混合式分層協調控制提升了子系統工作潛力，可以有效跟蹤期望運動軌跡，抑制了側滑，提高了車輛的主動安全性。

關鍵詞：主動安全；混合分層協調控制；滑模變結構控制

中圖分類號：ＴＰ３９１９　　　　　　文獻標志碼：Ａ

１　引　言

旨在提高車輛主動安全性的控制系統在實際中得到了廣泛的應用，如ABS，AFS，ESP等。這些系統多采用單獨開發設計，并未考慮車輛縱向、側向和垂向運動狀態之間的非線性耦合關系，這使車輛的綜合性能受到了很大的影響。因此，如何設計底盤集成控制系統以協調子系統間的性能，同時挖掘子系統的工作潛能，一直是近幾年車輛動力學研究的熱點問題。Gordon［1］等人在前期車輛集成控制研究的基礎上，對集成控制的構架進行了歸納和定義；Nagai［2-3］等人設計了基于駕駛員意圖識別的DYC控制系統，并分別通過與車道保持控制和轉向控制的集成來提高主動安全性；文獻［4-6］對底盤集成控制做了一定的研究，為今后集成控制設計中各子系統傳感器信息共享及控制系統實現提供了方法上的借鑒。

本文針對車輛行駛在危險工況（側向加速度大于0.4g），采用主環路－伺服環路－子系統執行層控制結構，設計了集成車輛縱向、側向及垂向運動的分層協調的控制算法。通過仿真試驗加以驗證，實現了在約束條件下的理想力跟蹤與優化分配，改善了車輛在極限工況下行駛的穩定性。

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