车辆主动安全性的底盘子系统集成控制研究

2015年03月02日12:16:22 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

摘要：为简化车辆控制系统结构及提高车辆行驶的主动安全性，采用底盘子系统分层协调结构对车辆纵向、侧向及垂向运动进行了集成控制。该集成控制采用主环路－伺服环路－子系统执行层的控制结构，在主环路上，考虑建模不确定性、扰动以及运动状态参数耦合，通过滑模控制跟踪车辆参考模型，获得车辆稳定行驶所需的期望广义力；在伺服环路上，考虑

轮胎力非线性及其耦合关系，利用二次规划算法将广义力优化分配到子系统。特别是在集成控制中加入侧倾力矩分布控制，有效调控垂向载荷的内外侧转移，抑制车身的侧倾，对车辆主动安全性的改善起到一定的作用。仿真结果表明，底盘混合式分层协调控制提升了子系统工作潜力，可以有效跟踪期望运动轨迹，抑制了侧滑，提高了车辆的主动安全性。

关键词：主动安全；混合分层协调控制；滑模变结构控制

中图分类号：ＴＰ３９１９　　　　　　文献标志码：Ａ

１　引　言

旨在提高车辆主动安全性的控制系统在实际中得到了广泛的应用，如ABS，AFS，ESP等。这些系统多采用单独开发设计，并未考虑车辆纵向、侧向和垂向运动状态之间的非线性耦合关系，这使车辆的综合性能受到了很大的影响。因此，如何设计底盘集成控制系统以协调子系统间的性能，同时挖掘子系统的工作潜能，一直是近几年车辆动力学研究的热点问题。Gordon［1］等人在前期车辆集成控制研究的基础上，对集成控制的构架进行了归纳和定义；Nagai［2-3］等人设计了基于驾驶员意图识别的DYC控制系统，并分别通过与车道保持控制和转向控制的集成来提高主动安全性；文献［4-6］对底盘集成控制做了一定的研究，为今后集成控制设计中各子系统传感器信息共享及控制系统实现提供了方法上的借鉴。

本文针对车辆行驶在危险工况（侧向加速度大于0.4g），采用主环路－伺服环路－子系统执行层控制结构，设计了集成车辆纵向、侧向及垂向运动的分层协调的控制算法。通过仿真试验加以验证，实现了在约束条件下的理想力跟踪与优化分配，改善了车辆在极限工况下行驶的稳定性。

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