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基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究
| 论文题名： | 基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究 |
| 关键词： | 分层式结构;汽车底盘;集成控制;数学模型 |
| 摘要： | 随着汽车工业的发展，工程技术的进步，汽车底盘控制技术的应用越来越广泛。汽车底盘集成控制是近年来汽车底盘控制研究领域热点问题，对有动力耦合关系的底盘系统采用集成控制，可以协调各系统冲突，提高车辆的综合性能。分层式集成控制复杂程度低，可靠性高，扩展性好，是较好的集成控制结构。 本文以整车为研究对象，根据牛顿力学定律，建立整车、车身以及车轮的数学模型，在此基础上推导出了车身垂直载荷转移方程。采用魔术公式轮胎力学模型，并且分别建立了防抱死制动系统和电动助力转向系统执行机构的数学模型。分析电动助力转向系统，防抱死制动系统，半主动悬架系统的控制目标，分别对各系统设计了控制策略，建立底层控制器。分析各系统间的动力耦合关系，设计集成控制策略。防抱死制动系统和半主动悬架系统共同工作时，集成控制器以抑制悬架俯仰运动保证制动性能；电动助力转向系统和半主动悬架系统共同工作时，集成控制器以抑制悬架侧倾运动优化转向系统转向输入保证车辆操纵稳定性；防抱死制动系统、电动助力转向系统和半主动悬架系统共同工作时，集成控制器通过计算车辆当前运动状态优化制动系统控制器的目标滑移率，比较转向制动的响应方差，对两系统进行协调，悬架系统取制动悬架集成控制策略，保证轮胎的抓地力。 本文利用Matlab/Simulink仿真软件搭建整车仿真模型，进行仿真控制研究，验证不同工况下的集成控制效果。仿真结果表明，制动工况下，采用集成控制，车身俯仰角得到了很好的控制，后轮滑移率较为稳定，制动距离缩短，车辆制动性能得到改善。转向工况下，采用集成控制，横摆角速度时域响应时间略微变慢，稳态横摆角速度变小，但是动态性能提升，车身加速度波动得到了改善，前悬架动行程变小，侧倾角降低，提高了车辆的操纵稳定性。转向制动工况下，横摆角速度时域响应速度变快，最大值提高，转向系统性能有明显提升，制动减速度相比单独控制略有下降，但是对车身姿态进行控制，并且优化了制动系统目标滑移率，所以制动距离与单独控制相差不大。分析仿真结果可以看出，底盘多系统同时工作时，采用集成控制，可以有效降低系统间的冲突，协调各系统的耦合，提高车辆的操纵稳定性。 |
| 作者： | 马国宸 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 宋小文;王耘 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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