汽车底盘集成控制以提升整车的主动安全性能为目标,通过整合各类动力学子系统,改善系统之间干涉与耦合,实现控制系统性能的最优化,已成为车辆动力学研究领域的重点方向。同时,作为直接产生作用力的轮胎,其工作状态直接决定了车辆的动力性、制动性和操纵稳定性等最为重要的性能。因此,将能获取轮胎状态信息的智能轮胎与底盘集成控制系统相融合,可以大大增强底盘集成控制系统的控制效果与作用范围。然而,由于轮胎是相对于车身独立的旋转运动部件,无法采用常规有线方式为智能轮胎供能,其传感器供能问题成为限制智能轮胎发展的一大瓶颈,若能利用能量收集技术,即通过压电效应吸收环境中的振动能量并转化为电能,使智能轮胎实现自供能将会显著增强智能轮胎的功能,并增强其实用性。本文依托国家自然科学基金项目,开展了基于自供能智能轮胎的汽车底盘集成控制研究:首先对车轮振动特性进行了测试与分析,为自供能系统设计提供了依据;其次设计了智能轮胎自供能系统,为智能轮胎研究奠定了基础;对智能轮胎系统进行了设计与测试分析,开发了基于智能轮胎的胎压辨识方法;最后设计了基于智能轮胎的底盘集成控制策略。本文的主要研究内容如下:1.车轮振动特性测试与分析搭建了车轮振动特性测试系统,对车轮振动特性进行了实车测量,采集了多个车速下的车轮振动加速度矢量;利用快速傅里叶变换计算出了各个车速下的车轮振动幅频特性曲线;根据幅频特性曲线分析了车轮振动的特性,研究了低频段的峰值对应频率与车速的关系,确定了自供能系统的工作点,为自供能系统设计提供了依据。2.智能轮胎自供能系统设计设计了智能轮胎自供能系统总体结构,建立了在轴向力作用下的悬臂梁数学模型,依据该模型设计了压电悬臂梁并制作了自供能系统原理样机;搭建了压电悬臂梁台架测试系统并进行了台架试验,试验结果表明所设计制作的压电悬臂梁符合设计要求;搭建了实车测试系统并进行了实车试验,试验结果表明所设计制作的压电悬臂梁可以在实际的工作条件下进行有效的工作,能够为智能轮胎系统内部的用电设备提供足够的电能。3.智能轮胎系统设计与测试分析设计了以三轴加速度传感器为核心的智能轮胎系统总体架构。设计并搭建了用于智能轮胎开发与测试的智能轮胎测试平台;完成了智能轮胎的实车道路试验,采集了用于分析的多源信息;通过快速傅里叶变换等方法对数据进行了分析,发现了胎压与车轮总成振动加速度之间的关系,并据此建立了基于智能轮胎的胎压辨识方法,并进行了验证。4.基于智能轮胎的集成控制研究依据智能轮胎系统功能提出了基于智能轮胎的底盘集成控制架构;根据该架构采用模型预测控制开发了融合胎压信息的集成控制策略;搭建了MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真平台,进行了正弦停止转向模拟仿真试验,仿真结果表明,本文所提出的基于智能轮胎的底盘集成控制能够有效的提高汽车在轮胎异常情况下的操纵稳定性。