提高汽車操縱穩(wěn)定性和主動安全性的研究.pdf

1、汽車穩(wěn)定性控制系統是在兼容了汽車防抱死制動系統(ABS)和汽車牽引力控制系統(TCS)優(yōu)點的基礎上發(fā)展起來的,旨在使車輛能按照駕駛員意圖行駛,防止車輛失穩(wěn)的一項新型主動安全技術,是當今汽車主動安全領域研究的熱點。隨著汽車電子技術的發(fā)展和成本的降低,將很有可能全面取代ABS成為現代汽車的標準裝備。在國外,汽車穩(wěn)定性控制在最近幾年迅速發(fā)展,已開始裝備于中、高檔轎車。而我國在此領域的研究才剛剛起步,現在開展擁有自主知識產權的汽車穩(wěn)定性控制這項

2、研究有深刻的現實意義和廣闊的應用前景。
　　 本文在借鑒國內外研究成果的基礎上,圍繞自主開發(fā)汽車穩(wěn)定性控制系統這一主題,就汽車穩(wěn)定性控制系統建模、控制器的設計、故障診斷算法、硬件在環(huán)仿真技術等方面展開研究。全文共分為六章。
　　 第一章為緒論,介紹了本文研究的背景與意義,汽車穩(wěn)定性控制的國內外研究現狀與發(fā)展趨勢,工作原理與結構功能,及混合仿真技術的應用,并概括了本文研究的主要內容。
　　 第二章研究汽車輪胎的建模

3、。提出了基于支持向量機(SVMs)回歸估計算法的輪胎建模方法。在輪胎ISO坐標系中,建立了單一工況(純縱滑、純側偏)和聯合工況(縱滑-側偏)下的SVMs輪胎模型。與BP神經網絡建立的輪胎模型進行了比較,研究表明SVMs輪胎模型能夠準確的表達輪胎的非線性動力學特性,尤其是它的良好的泛化性能更適合于復雜工況的汽車動力學研究。
　　 第三章建立了汽車穩(wěn)定性控制的數學模型。研究了“魔術公式”PAC2002輪胎模型,建立的8自由度車輛動力

4、學模型應用于汽車穩(wěn)定性控制系統的仿真。以“魔術公式”為參考輪胎模型,典型工況仿真試驗驗證了SVMs輪胎模型在車輛動力學仿真中的有效性和準確性。
　　 第四章進行了汽車穩(wěn)定性控制器的設計。基于上述模型,以車輛的質心側偏角和橫擺角速度作為控制目標?？刂葡到y的串級結構包括橫擺力矩控制器和輪滑移控制器。研制開發(fā)汽車穩(wěn)定性控制系統電子控制單元(ECU,Electronic ControlUnit),建立了硬件在環(huán)的仿真試驗平臺。對幾種典型

5、的工況下的車輛響應進行了純數字仿真和硬件在環(huán)仿真試驗。在多種行駛工況和路況改變時,控制系統仍能顯示良好的魯棒性,明顯的改善了汽車的操縱穩(wěn)定性。
　　 第五章提出了汽車穩(wěn)定性控制系統傳感器故障診斷方法。提出了一種選擇工作集的新算法,結合SVMlight算法和DAGSVM方法建立了支持向量機多分類器DAGSVMlight。構造傳感器故障的解析冗余產生殘差,應用DAGSVMlight作為殘差分類器獲得故障結果。結果表明基于支持向量機的

6、汽車穩(wěn)定性控制系統的傳感器故障診斷方法是有效可行的,有助于增強汽車穩(wěn)定性控制系統的主動安全性和可靠性。
　　 第六章對全文的工作進行了總結,并指出進一步的研究工作。
　　 本文圍繞汽車穩(wěn)定性控制問題進行了系統的研究。從基本的輪胎建模出發(fā),建立車輛動力學模型,設計了汽車穩(wěn)定性控制器和傳感器故障診斷方法。硬件在環(huán)仿真試驗證明本文的控制系統設計是有效的,可望應用于實際汽車穩(wěn)定性控制系統中。
　　 概括地說,本文在以下幾

7、個方面有所創(chuàng)新:
　　 (1)提出了輪胎建模新方法。本文提出的SVMs輪胎模型有較強的泛化能力,能夠準確的表達輪胎的非線性動力學特性。
　　 (2)建立了汽車穩(wěn)定性控制的數學模型。以“魔術”公式為參考輪胎模型,研究了SVMs輪胎模型在8自由度的車輛動力學仿真中的應用。典型工況仿真試驗驗證SVMs輪胎模型在車輛動力學仿真中是有效準確的。
　　 (3)設計了汽車穩(wěn)定性控制器,硬件在環(huán)仿真試驗驗證了對汽車操縱穩(wěn)定性的改