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基于差动制动的汽车横向稳定性控制研究及仿真分析
| 论文题名： | 基于差动制动的汽车横向稳定性控制研究及仿真分析 |
| 关键词： | 汽车过程;横向稳定性控制系统;仿真分析;差动制动机理 |
| 摘要： | 汽车在行驶过程中，会因载荷的转移，轮胎侧偏刚度的降低，急转弯，紧急变道，路面湿滑，外界干扰，驾驶员操作不当等原因而失去横向稳定性，从而引起激转，侧滑，甩尾等危险状况。本文针对这类问题，设计了一种汽车横向稳定性控制系统，以对汽车临界稳态工况进行控制，防止汽车进入激转，侧滑，甩尾等不可控的非稳态工况。具体内容如下: (1)本文首先采用了汽车七自由度的动力学模型和线性二自由度汽车参考模型，并确定将横摆角速度和质心侧偏角这两个能表征汽车行驶稳定性的重要参数作为控制系统的控制变量，再通过汽车七自由度模型得出横摆角速度和质心侧偏角的实际值，由线性二自由度汽车参考模型得出横摆角速度和质心侧偏角的期望值。 (2)再经实际横摆角速度和质心侧偏角与其各自期望值的偏差经相平面法判断汽车是否处于失稳状态或者是否有失稳的趋势，如若失稳，再依据汽车的实际横摆角速度γ和理想横摆角速度γd的偏差e(e=γ-γa)和汽车前轮转角δ的大小来识别汽车的转向，然后采取对相应制动轮施加制动的差动制动方式形成附加横摆力矩，以抵消致使汽车失稳的横摆力矩，使汽车重回行驶稳定状态。 (3)本文采用了鲁棒性好，自适应能力强的模糊控制方法作为汽车横向稳定性控制系统的控制措施，并建立了基于横摆角速度和质心侧偏角的联合模糊控制器，弥补了仅基于横摆角速度或基于质心侧偏角的控制器的不足之处，让汽车能更好的保持行驶轨迹和稳定性。 (4)最后通过Matlab/simulink搭建总的汽车横向稳定性控制系统控制框图，分别在不同转向输入工况下对本文所设计的汽车横向稳定性控制系统进行仿真验证。仿真结果表明，当汽车高速行驶在湿滑路面上进行大幅度转向，连续变道等动作时，相对于无控制情况，本文所设计的汽车横向性控制系统能使汽车横摆角速度能更好的跟踪其期望值，且大幅降低了横摆角速度，质心侧偏角及侧向加速度的超调量和幅值。从而很大程度上提高了汽车的行驶稳定性，保证了汽车行驶时能处于较稳定状态，也表明本文所设计的控制系统是可行有效的。 |
| 作者： | 刘旭程 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 樊社新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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