ESP对汽车转向的控制策略与仿真

论文摘要

汽车电子稳定程序(ESP)是在ABS和TCS(ASR)的基础上发展起来的。主要是通过调节轮胎纵向力的大小及分配,防止车轮打滑,并且使车辆产生有效的横摆力矩来抑制过度转向或不足转向,防止车辆失稳,使车辆能够按照驾驶员的意图行驶,从而改善车辆操纵性能和稳定性能。本文在详细分析汽车稳定性控制原理的基础上,针对汽车转向时容易引起的过度转向或不足转向问题进行了研究。以车辆运行状态的主要参数——质心侧偏角和横摆角速度作为主要控制变量,设计了四轮独立控制的控制策略,给出了两种能适应不同车速、不同路面与不同方向盘转角的有效的PID控制器和模糊控制器,并利用Simulink仿真在理论上验证了PID控制策略和模糊控制策略在不同路况下的有效性及其适用范围。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究汽车ESP 的意义
• 1.2 ESP 的发展历史与研究现状
• 1.3 ESP 的结构组成与工作原理
• 1.3.1 ESP 的结构组成
• 1.3.2 ESP 的基本工作原理
• 1.4 本文的研究目标及内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 车辆的稳定性分析及动力学模型
• 2.1 车辆的主要运动形式
• 2.2 汽车运行的稳定性分析
• 2.2.1 改善汽车稳定性的主要途径
• 2.3 车辆动力学模型
• 2.3.1 二自由度的汽车动力学模型
• 2.3.2 八自由度的汽车动力学模型
• 2.4 轮胎模型
• 2.5 制动器模型
• 2.6 本章小结
• 第3章 汽车ESP 控制系统的建立
• 3.1 控制系统的基本原理
• 3.1.1 控制系统的基本思想
• 3.1.2 控制系统的工作过程
• 3.1.3 控制系统的控制措施分析
• 3.2 ABS、ASR、ESP 的比较
• 3.2.1 ESP 与ABS、ASR 的比较
• 3.3 控制变量的选择分析
• 3.4 参考模型的建立
• 3.5 控制系统结构
• 3.6 本章小结
• 第4章 ESP 中PID 控制器与模糊控制器的设计
• 4.1 PID 控制
• 4.1.1 PID 控制原理简介
• 4.1.2 PID 控制参数的整定
• 4.2 PID 控制系统的设计
• 4.2.1 横摆角速度的PID 控制
• 4.2.2 制动力分配器
• 4.3 模糊控制
• 4.3.1 模糊控制的基本思想
• 4.3.2 模糊控制的基本原理
• 4.3.3 模糊控制器的基本结构
• 4.4 论域、量化因子、比例因子的选择
• 4.5 模糊规则的选取
• 4.5.1 选择描述输入和输出变量的词集
• 4.5.2 定值各模糊语言变量的模糊子集
• 4.5.3 确定模糊变量的赋值表
• 4.5.4 输入量和输出量的模糊化
• 4.5.5 模糊控制规则
• 4.5.6 模糊控制表
• 4.6 解模糊化
• 4.7 本章小结
• 第5章 仿真分析与结果比较
• 5.1 SIMULINK 模型的建立与仿真结构图
• 5.1.1 Simulink 建模方法
• 5.1.2 仿真结构图
• 5.1.3 仿真数据
• 5.2 转向角为变线转向方式下的仿真
• 5.2.1 车速为20m/s 时的PID 控制与模糊控制的仿真
• 5.2.2 车速为30m/s 时的PID 控制与模糊控制的仿真
• 5.3 转向角为J-TURN 转向方式下的仿真
• 5.3.1 车速为20m/s 时的PID 控制与模糊控制的仿真
• 5.3.2 车速为30m/s 时的PID 控制与模糊控制的仿真
• 5.4 仿真结果的比较
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT