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汽车ESP联合仿真平台搭建及控制策略研究
| 论文题名： | 汽车ESP联合仿真平台搭建及控制策略研究 |
| 关键词： | 车辆稳定性;根轨迹法;最优控制;Hopfield网络;ESP联合仿真;防抱死制动系统 |
| 摘要： | 汽车在高速或低附着系数路面上转向行驶或受到侧向干扰时,轮胎与地面的侧向附着系数很容易达到附着极限而发生侧滑,使车辆丧失操纵稳定性,进而引发交通事故。ESP--汽车电子稳定性控制系统正是为了应对这一情况而研发的车辆主动安全控制系统。本文以尤尼科车作为研究对象,利用ADAMS软件、AMESim软件,以及Matlab\simulink构建了汽车ESP控制系统联合仿真分析平台,实现了ESP联合仿真和控制策略分析。 利用ADAMS软件,采用魔术轮胎模型建立尤尼科操纵稳定性分析模型并进行了相应的实验验证。根据ESP液压系统工作原理,利用AMESim软件搭建制动系统模型,以样车防抱死制动系统的增压特性和减压特性对AMESim各项参数进行设置,分析ESP系统液压元器件各项参数对制动性能的影响。 为考虑ESP工作过程中轮胎的非线性,本文提出了采用双线性模型来逼近轮胎魔术模型。在分析ESP控制基本原理的基础上,以汽车质心侧偏角和横摆角速度作为描述汽车行驶姿态的状态变量,结合车辆操纵动力学方程和Matlab＼Simulink软件建立车辆二自由度模型来分析理想质心侧偏角和横摆角速度。本文还研究了汽车稳定性因素与根轨迹法相结合来分析和判断汽车稳定性的方法,为ESP控制的工作范围判定提供理论依据。 基于直接横摆力矩的最优控制方法研究了ESP控制策略,提出了利用Hopfield网路求解最优控制问题,有效地避免了利用Riccati方程求解时变系统无限域最优控制问题时的计算困难。并且设计了基于连续Hopfield网络的ESP最优控制器,利用差动制动的基本思想,在汽车极限运动过程中对外前轮或内后轮施加制动力来改变车辆运动姿态,仿真结果表明该控制策略有效的改善了汽车行驶稳定性。 基于Adams软件建立的整车动力学模型、AMESim软件搭建的ESP液压制动系统模型和Matalab＼Simulink搭建的ESP控制策略构建了ESP控制策略的联合仿真平台,实现了ESP控制策略的联合仿真,为ESP控制系统快速开发实现提供了一个有效途径。 基于美国交通部(DOT)于2007年颁布的《FMVSS126电子稳定控制系统》中的试验方法,利用本文搭建的联合仿真平台,研究了ESP控制策略的有效性。 |
| 作者： | 高涵文 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 王国林;赵玉凡 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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