电子稳定性控制系统(Electronic stability Program:ESP)是在ABS和ASR基础上发展起来的汽车主动安全技术,它包含ABS(Anti—lock Braking System)防抱死制动系统和ASR(Acceleration Slip Regulation)驱动防滑控制系统的所有功能。ESP是一种智能的主动安全系统,它通过高灵敏度的传感器时刻监测车辆的行驶状态,并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图,识别出危险情况,并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态。因此ESP系统能够降低交通事故的发生,大大提高了汽车的主动安全性。攻克ESP设计的理论与关键技术,对提高国产汽车的自主开发能力、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。本文主要研究了ESP系统针对过度转向和不足转向控制过程中的制动力分配控制策略优化问题。从汽车行驶动力学入手,建立了包括线性二自由度的汽车参考模型、制动力矩分配模型、轮胎和车身模型在内的八自由度整车动力学模型,并基于模糊逻辑,设计了以汽车横摆角速度和质心侧偏角误差为控制变量的模糊逻辑控制器。在此基础上,由于制动力分配策略对ESP控制效果有较大的影响,又结合所设计的模糊控制器重点研究了不同工况下各种制动力分配策略的作用效果,详细给出了三种制动力分配控制策略针对五种典型工况,通过调整横摆力矩控制汽车横摆角速度和质心侧偏角的研究过程和分析结果,进一步给出了制动力分配方式优化策略,并通过仿真实验验证了本文设计的有效性。本文的主要研究内容是利用轮胎的纵滑--侧偏联合工况特性及差动制动控制理论对车辆进行稳定性控制。通过对特定的车轮进行制动,可以非常有效地改变汽车的横摆力矩,从而调整汽车的运动姿态。因此在三种不同的制动力分配控制策略下,针对五种典型工况进行研究及分析。全文共分为五章。第1章为绪论。介绍了课题的研究背景及意义,ESP在国内外的应用研究现状,ESP系统的结构及工作原理。第2章完成了轮胎附着极限下整车模型的建模。给出了纵滑-侧偏联合工况下的非稳态非线性轮胎力学模型、八自由度车辆模型和二自由度汽车参考模型的详细推导过程,得出了计算汽车名义横摆角速度和名义质心侧偏角的公式。第3章为汽车ESP控制系统的设计。①对汽车稳定性进行了分析,包括汽车失稳的原因,影响汽车稳定性的两个重要参数的选取。②介绍了汽车稳定性的控制方式,确定选取差动制动控制方法,并提出了制动力矩轴间分配公式。③介绍了模糊控制的基本原理、模糊控制器设计的步骤。在此基础上,设计了以汽车质心侧偏角误差及汽车横摆角速度误差为输入变量,以补偿横摆力矩为输出变量的二维模糊控制器④详细介绍了控制系统仿真模型的各子系统模块的具体结构。第4章在已经建立的汽车ESP稳定性控制系统SIMULINK仿真模型的平台下,在三种制动力分配控制策略下针对五种典型工况进行研究及分析。最后得出由工况决定制动力分配方式的优化策略。第5章是对全文的总结和展望。本文首先从理论上研究了汽车电子稳定性控制的基本原理。其次,基于MATLAB/Simulink软件建立了包括二自由度的汽车参考模型、制动力矩分配模型、轮胎和车身模型在内的八自由度系统整车动力学模型,并与所设计的模糊控制器结合,在三种制动力分配控制策略下对五种典型工况进行研究及分析,最后得出了由工况决定制动力分配方式的优化策略。虽然只是通过仿真手段,而没有经过实车试验,却为以后ESP产品的改进提供了一定的理论基础和设计的可行性。