基于汽车SBW系统的横向稳定性研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangmingjie
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汽车在行驶过程中横向稳定性的改善对于减少交通事故所造成的人身安全伤害和提高汽车在高速转向或连续避障等极限工况下的行驶安全性有着重要的意义。对安全舒适驾驶日益快速增长的需求促使车辆生产商和供应商在所谓“线控技术”子系统项目中主动寻求发展。汽车SBW系统(Steer-By-Wire System)采用线控技术,通过导线传递信号给ECU,并控制执行电机带动转向轮完成转向。与此同时,转向时的方向盘阻力也由电机模拟产生。线控转向系统的第一个优点在于可以由ECU控制转向,模拟路感,并记录驾驶员的转向习惯,以便于帮助驾驶员更加容易地操纵车辆;第二个优点在于可以滤除由于路面粗糙度和参数变化引起的干扰转矩,而这些因素通常是由胎压、胎温和载荷变化等引起的。本文基于汽车SBW系统,运用双向控制和分层协调控制的方法对车辆的横向稳定性进行研究,利用控制算法来辅助提升驾驶人的转向需求。首先,对SBW系统和整车的动力学状态分析建模,然后在Simulink软件环境中完成搭建任务。根据准稳定公差带来判断车辆系统的稳定性,通过整车模型与所建立的参考模型相比较,当两者之间差值超出某一定范围时,即对车辆开始稳定性能调控。为满足调控要求需对SBW控制系统进行设计,确定分层协调控制的总体结构,对上层控制器——模糊PID控制器和下层控制器——双向控制器进行设计和验证。最后为减小转向时转向器内部碰撞对车辆稳定性的影响,阻止转向器齿条处的弹性限位装置与转向器的刚性碰撞并限制车轮的极限转角,对非线性系统的分岔图进行分析,找出弹性限位装置的结构参数((8)对车辆系统运动状态的影响,并通过Lyaponuv指数图对其稳定状态和区间进行了判定。
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