4WS车辆直接横摆力矩控制与硬件在环仿真系统

论文题目: 4WS车辆直接横摆力矩控制与硬件在环仿真系统

论文类型: 硕士论文

论文专业: 车辆工程

作者: 祁永宁

导师: 陈南

关键词: 四轮转向,操纵稳定性,直接横摆力矩,硬件在环,数字信号处理器

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 汽车四轮转向(Four Wheel Steering,4WS)技术是改善汽车转向操纵性能的手段之一,车辆稳定性系统(Vehicle Stability Control system,VSC)是先进的主动安全技术,作为VSC系统的重要组成部分,直接横摆力矩控制(Direct Yaw moment Control,DYC)能更好地提高操纵稳定性,进而增加车辆行驶的主动安全性。本文研究四轮转向和直接横摆力矩相结合,设计基于状态量反馈控制器,并利用MATLAB/Simulink工具进行仿真研究。此外将软硬件结合,进行车辆四轮转向控制器硬件在环试验。主要内容包括:1.建立了前轮转向(Front Wheel Steering,FWS)+横摆力矩(FWS+DYC)两自由度车辆模型,分别根据最优控制和H∞控制理论方法设计基于状态量反馈的控制器,并在此基础上利用MATLAB/Simulink工具进行仿真,结果表明转向效果优于FWS车辆。2.建立四轮转向+横摆力矩(4WS+DYC)两自由度车辆模型,根据最优控制理论,采用前馈加反馈的方法设计控制器,并进行仿真,结果表明,4WS+DYC控制方法不仅优于FWS车辆,而且优于FWS+DYC控制方法,各参考指标均有较好的效果。3.综合分析了硬件在环仿真的各种方法。构建4WS车辆试验平台,利用DSPACE仿真硬件系统,结合四轮转向控制策略,开发出基于DSPACE的硬件在环仿真系统。利用MATLAB/Simulink实现软件模块,利用ControlDesk实现仿真参数的实时调节,得到了硬件在环仿真的结果。4.利用TMS320F2812 DSP作为中央处理单元,实现ECU(Electronic Control Unit)硬件在环仿真,设计四轮转向控制的硬件在环流程,开发四轮转向系统ECU模块。介绍了相关硬件资源,开发软件CCS(Code Compose Studio)等,编写、调试系统程序,重点介绍四轮转向中断子程序。通过建立数学模型及数字仿真,可以看出,四轮转向与直接横摆力矩相结合的控制策略,各评价指标均有较大幅度改善,能有效地提高车辆操纵稳定性。通过四轮转向控制的硬件在环仿真试验,将软硬件系统结合,不仅可以实时调整各参数,重复试验性好,而且经济性有很大提高。开发四轮转向ECU模块提高四轮转向系统的电控性能,降低成本,有利于四轮转向车辆的产品化和规模化。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 四轮转向与VSC 技术发展的历史及现状

1.2.1 四轮转向技术的历史与发展

1.2.2 VSC 技术的历史与发展

1.3 本文研究意义

1.4 本文研究内容

第二章 汽车前轮转向DYC 控制

2.1 概述

2.2 两自由度前轮转向模型

2.3 车辆直接横摆力矩最优控制

2.3.1 最优控制理论概述

2.3.2 控制策略模型以及控制目标

2.3.3 仿真结果

2.4 车辆直接横摆力矩H∞控制策略

2.4.1 H∞理论概述

2.4.2 H∞控制器设计

2.4.3 仿真结果及对比

2.5 小结

第三章 4WS 与DYC 综合控制与闭环仿真

3.1 性能评价

3.2 4WS+DYC 车辆模型

3.3 4WS+DYC 最优控制器设计

3.4 基于4WS+DYC 最优控制器仿真

3.5 闭环操纵稳定性评价

3.5.1 驾驶员模型

3.5.2 驾驶员——汽车——道路闭环操纵系统模型

3.5.3 单移线道路试验

3.6 小结

第四章 基于DSPACE 的4WS 汽车硬件在环仿真

4.1 硬件在环仿真概述

4.2 4WS 硬件在环仿真系统

4.2.1 4WS 硬件在环系统DSPACE 介绍

4.2.2 4WS 硬件在环仿真平台

4.2.3 A/D 接口电路

4.3 MATLAB/Simulink 仿真具体实现

4.3.1 MATLAB/Simulink 仿真框图

4.3.2 ControlDesk 环境仿真

4.3.3 仿真结果

4.4 小结

第五章 基于F2812DSP 的4WS 汽车硬件在环系统ECU 开发

5.1 DSP 技术及其在汽车领域的应用

5.1.1 DSP 概述

5.1.2 DSP 在汽车电子控制系统中的应用

5.2 四轮转向系统ECU 开发

5.3 4WS 电子硬件系统

5.3.1 ECU 电控单元硬件系统

5.3.2 通信与安全

5.4 CCS 的功能及调试

5.5 主要功能模块

5.5.1 A/D 转换模块

5.5.2 PWM 信号调制模块

5.5.3 CAP 模块

5.6 系统软件

5.6.1 软件系统总体结构设计

5.6.2 程序

5.7 仿真结果

5.8 小结

第六章 工作总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者简介

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

• [1].分布式驱动纯电动汽车横摆力矩控制方法研究[D]. 吴刚院.长安大学2018
• [2].分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制策略研究[D]. 魏琼.长安大学2018
• [3].基于横摆特性的横摆力矩与主动前轮转向集成控制策略研究[D]. 魏高琳.吉林大学2018
• [4].电动轮车辆直接横摆力矩控制策略研究[D]. 叶刚.武汉科技大学2018
• [5].基于扰动观测与滑模理论的IEV直接横摆力矩控制研究[D]. 张圣道.江苏大学2017
• [6].双电机电动客车横摆力矩控制策略研究[D]. 赵阔.东北大学2014
• [7].轻型乘用汽车直接横摆力矩控制系统研究[D]. 潘振.吉林大学2012
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• [3].汽车ESP控制策略及其硬件实现研究[D]. 李晔.东南大学2006
• [4].四轮转向汽车的控制研究和操纵动力学仿真分析[D]. 王辉.上海交通大学2007
• [5].汽车稳定性控制虚拟样车及硬件在环仿真研究[D]. 宋正华.东南大学2005
• [6].车辆VSC的控制算法和硬件实现研究[D]. 朱德军.东南大学2005
• [7].气压ABS硬件在环仿真试验台开发[D]. 黄有林.吉林大学2007
• [8].线控转向硬件在环实验台开发及控制算法研究[D]. 田承伟.吉林大学2007
• [9].基于Matlab/Simulink和神经网络的四轮转向车辆控制研究[D]. 姜宏.南京航空航天大学2007
• [10].横摆率跟踪控制的四轮转向汽车操纵稳定性[D]. 吕红明.东南大学2004

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