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原文传递爆胎车辆横向控制方法研究

论文题名：	爆胎车辆横向控制方法研究
关键词：	爆胎车辆;差动制动;车辆动力学;鲁棒控制;运动控制器
摘要：	在车辆的严重事故中，有很多是爆胎导致的。车辆的轮胎参数在爆胎后会产生很大的改变，从而对车辆稳定产生不利影响。本文针对发生爆胎后的车辆，对车辆爆胎后的控制方法进行了分析，并设计了横向运动控制器。　　首先，对车辆爆胎后的轮胎参数变化进行了分析，确定了爆胎后对车辆影响较大的轮胎参数——滚动阻力系数、垂向刚度和侧偏刚度，并通过高精度非线性车辆动力学软件veDYNA仿真，确定了爆胎对车辆动力学的主要影响。之后，选取车辆的横向速度和横摆角速度，及相对地面坐标系的横摆角度及横向位移作为状态变量，建立了车辆横向动力学模型，并根据车辆行驶过程中的实际情况，确定了系统的状态约束和控制输入约束。　　在此基础上，针对系统特性，选择了基于差动制动的约束H∞状态反馈控制器，根据H∞控制器设计理论，确定系统需满足的矩阵不等式，并通过MATLAB中的线性矩阵不等式(LMI)工具箱，对满足条件的状态反馈增益矩阵进行了求解。之后通过分析制动横摆力矩确定了制动力矩的分配。为了使车辆能够在爆胎后较快地停止，加入了后轮制动，并对有无后轮制动的效果进行了对比仿真。同时，还对控制器抑制驾驶员转向干扰的能力进行了仿真分析。然后，对爆胎控制器的介入时间与控制效果的关系进行了分析，并对不同控制器介入延时的控制效果进行了仿真对比。　　最后，对爆胎控制中的执行机构——液压制动系统和真空助力系统的控制方法进行研究。对液压系统，分别进行了主动增压测试及减压测试，分析了系统特性。并对制动总泵液压对回路液压的影响进行了考虑，设计了前馈+切换PI回路压力控制器，并根据制动轮缸的增压及减压特性设计了轮缸液压控制策略。之后，通过硬件在回路测试，在实际的液压系统上验证了控制器的性能。对真空助力系统，在实车上对真空泵抽气特性和真空系统自然漏气特性进行了测试，通过分析确定了不同工况下的真空泵开启门限和关闭门限，确定了真空度控制策略。在以上基础上，最终给出了爆胎横向差动制动控制器的完整结构。
作者：	齐睿
专业：	控制工程
导师：	刘志远
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文