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基于双源冗余制动系统的车辆稳定性控制研究
| 论文题名： | 基于双源冗余制动系统的车辆稳定性控制研究 |
| 关键词： | 车辆;稳定性控制;双源冗余制动系统 |
| 摘要： | 汽车的普及极大的改善了人们的出行条件，但是交通事故的频发带来了巨大的经济损失甚至危及人身安全。行驶过程中的车辆失稳是交通事故的一个重要诱因，现阶段，智能汽车的发展一定程度上改善了汽车的稳定性。然而，目前已有的车辆稳定性控制系统大多是基于传统电子液压制动系统进行控制，难以满足智能汽车对制动系统性能的可靠性与实时性的需求。智能汽车线控制动系统应能在部分元件失效时依然能够保持一定的效能，同时，还要求系统具备较快的增压速度以及较高的调压精度。针对上述要求，本文设计了一种满足智能汽车需求的双源冗余制动系统（DSRB，Dual-sourceRedundantBrakingsystem），并基于该系统对车辆稳定性控制进行研究。 首先，通过分析智能汽车对制动系统的特殊要求，设计了一种双源冗余制动系统，分别对其三种工作模式进行了介绍，利用AMESim软件建立了DSRB系统模型，并基于该模型分别在DSRB系统正常工作、部分失效和完全失效三种工况下进行仿真。结果表明，DSRB系统能够快速调节轮缸压力，较EHB系统增压速度提升0.33s，同时，在DSRB系统发生部分失效甚至完全失效时，系统依然能够快速增压、保压和减压，即便在完全失效工况下DSRB系统增压速度比EHB系统快0.08s。这为下面基于DSRB系统的轮缸压力控制研究提供了有效支撑。 其次，介绍了基于DSRB系统的轮缸压力控制算法，设计了轮缸压力PID控制器，在AMESim、Simulink中分别搭建了DSRB系统的物理仿真模型以及控制模型，并基于该模型分别在其正常工作、部分失效和完全失效三种工况下进行联合仿真。结果表明，在ESC工况下，基于PID控制的轮缸压力控制算法能快速且精确的对轮缸压力进行控制，不考虑助力机构作用下响应时间为0.3s。此外，在DSRB系统发生部分失效甚至完全失效时，系统依然能够快速增压、保压和减压，仅在系统完全失效工况下二次增压时速度降至0.7s。这为下文车辆稳定性良好控制提供了有力的保障。 然后，从失稳原因出发，设计了车辆稳定性状态判定算法，选择直接横摆力矩为间接控制参数，设计了车辆稳定性二维模糊控制器，选取对应的车轮进行控制，将附加横摆力矩以附加制动力的形式施加到被控车轮上，进而对车辆行驶过程出现不稳定状态进行修正。这为车辆稳定性控制仿真提供了理论依据。 最后，基于AMESim、Simulink和CarSim建立了双源冗余制动系统仿真模型，分别在急转弯和紧急转向避障两种极限工况下对车辆稳定性控制进行了仿真。结果分析表明，所设计的双源冗余制动系统对车辆稳定性有良好的控制效果。 |
| 作者： | 张海峰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 袁朝春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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