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汽车底盘系统分层式协调控制研究
| 论文题名： | 汽车底盘系统分层式协调控制研究 |
| 关键词： | 汽车底盘;协调控制;系统分层;数学模型 |
| 摘要： | 随着汽车底盘一体化集成控制系统的不断发展，对底盘系统的集成控制研究愈加紧迫。基于此，本文对汽车底盘系统中的悬架系统、电动助力转向系统及制动系统进行了分层式协调控制研究。分层式协调控制策略与集中控制、分散控制相比，具有控制器设计复杂程度低、控制系统稳定性高、便于集成控制系统扩展等优点，为汽车底盘一体化集成控制提供了新思路。 本文以半车为研究对象，首先对悬架系统、电动助力转向系统及制动系统分别建立数学模型，模型的建立并不考虑子系统间的相互影响，采用不同控制方法对各子系统进行控制器设计，并进行了仿真研究。 然后，利用前面设计好的各子系统控制器作为底层控制器，在深入分析悬架系统与制动系统、电动助力转向系统与制动系统以及三系统间的相互影响的基础上，设计了上层协调控制器。上层协调控制器是一个决策控制器，起到了对底层控制器决策、监控的作用。它相当于一个选择开关：当车辆正常行驶时，上层协调控制器起到了监控各底层控制器的作用，各传感器信号通过CAN总线传输到上层协调控制器，对主要指标进行监控；当出现异常情况时(如紧急制动)，上层协调控制器对主要指标进行监控，发现异常后对底层控制器发出决策指令。 仿真结果表明：采用分层式协调控制策略，在保证子系统性能良好的情况下，汽车综合性能得到提高。 本文的试验研究较为深入。首先基于LabVIEW开发平台进行了防抱制动系统硬件在环试验，缩短了ABS电子控制单元的开发周期；然后基于ARM7和protel开发平台进行了ABS、EPS实际控制器的开发；最后，基于分层协调控制策略，设计了上层协调控制器，以协调ABS、EPS之间的矛盾性。试验结果表明：底层ABS、EPS子控制器控制逻辑正确，上层协调器决策控制输出设计合理，在降低较少制动性能基础上，车辆的操纵性能、横向稳定性能得到较大提高，从而获得良好的综合性能。 |
| 作者： | 初长宝 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈无畏 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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