现代汽车系统控制技术第七章 汽车稳定性控制系统课件.ppt

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1、第7章汽车稳定性控制系统17.1概述ABS和ASR在一定范围内提高了汽车在极限运动情况下的主动安全性，但是ABS和ASR都只能通过对纵向滑移率的控制来间接保证汽车在制动和驱动时的稳定性，所以对汽车在极限转向、制动转向、驱动转向以及汽车受到外界干扰等引起失稳时的纠正效果并不是十分明显。汽车稳定性主动控制系统突破了ABS/ASR的限制，通过直接监测汽车的实时运行姿态进行控制，直接保证汽车的稳定性，因此显著提高了控制效果，特别是能显著提高汽车处于附着极限时的稳定性，因而大大减少了交通事故。27.2汽车稳

2、定性主动控制系统的结构与原理7.2.1汽车稳定性主动控制系统的结构汽车稳定性主动控制系统的组成37.2.2汽车稳定性主动控制系统的原理汽车稳定性主动控制系统的工作原理示意图47.2.3汽车稳定性主动控制系统的工作过程汽车稳定性主动控制系统的工作过程示意图57.3汽车模糊控制器设计7.3.1模糊控制器的组成模糊控制系统由模糊控制器和控制对象组成，如下图所示。模糊控制系统结构67.3.2模糊集与隶属度函数汽车是一个复杂的结构体，在汽车过度转向时，汽车的旋转速度超过驾驶员的想象，因此这很可能导致汽车的后

3、轮滑移到路边甚至更远的地方；对于汽车不足转向的情况，前轮的转向速度往往会比后轮慢很多。除了这些引起汽车不稳定的因素以外，轮胎纵向力也对汽车的稳定性产生重要的影响。汽车ESP能够对每个车轮产生制动力，以平衡在每个车轮上的力矩，从而实现在汽车出现以上不稳定状态的情况下稳定行驶。77.3.3模糊控制规则的设计模糊控制规则是模糊控制器的一个重要组成部分，模糊控制规则是用语言来描述模糊控制器输入变量与输出变量之间的关系。模糊控制规则是根据专家的经验，以逻辑推理的方式给出。根据汽车稳定性主动控制系统的工作方式

4、，建立符合要求的控制规则。在汽车稳定性主动控制系统中，输入变量E和EC分别是八输入和七输入变量，输出变量U为七输出变量，形成56条控制规则。87.3.4模糊自寻优控制通常的步进或自寻优的步长是固定的。若步长太小，收敛速度过慢，则对于一些不可控扰动的响应就难以适应；若步长太大，则搜索损失增大，有时还会引起振荡，影响正常工作。为了提高搜索速度，减小搜索损失，可以采用变步长的办法。在离极值点较远处，曲线较陡处，选用大步长；而在极值点附近，曲线平缓处采用小步长进行搜索。通过模糊逻辑判断可以实现步长的自动改

5、变。97.4基于MATLAB/Simulink的ESP仿真1．汽车静态参数的确定汽车质心高度是汽车操纵稳定性的一个重要的静态参数，所以，首先给出汽车质心高度的测量方法。在测量质心高度时，要将制动力释放，将传动系统处于自然位置，同时车轮能够自由转动。2．汽车转动惯量的测量汽车绕轴转动惯量是汽车保持前进而不发生甩尾的重要参数。3．汽车轮胎特性汽车轮胎是汽车与地面之间的传力元件，起着承载、转向、驱动、制动的作用，其性能的优劣将直接影响到汽车的动力性、转向操纵性、行驶平顺性、越野性、乘坐舒适性以及安全性等

6、。104．汽车悬架特性某汽车前悬架弹簧特性115．汽车制动力分配某汽车使用的制动器的制动力分配是基于下式计算得到的。127.4.2汽车主动控制子系统模型1．传感器子系统传感器子系统(Sensors)是向控制系统提供汽车行驶数据的系统。这些数据包括：转向盘转角、横摆角速度、横向加速度、纵向加速度和车轮转速。2.控制器子系统控制器子系统(Controller)是汽车主动控制系统中很重要的一个模块，在控制器模块中，可以通过计算比较，发出对汽车的制动干预和对发动机驱动力矩的干预。它是由三个子系统组成：状态

7、观测器系统、控制算法系统和控制策略系统。133．执行器子系统汽车主动控制系统没有独立的执行系统，因此，控制器发出的对汽车车轮的制动力矩和驱动力矩改变的命令必须通过其他系统的执行器完成。4．系统故障监测系统汽车主动控制系统可靠性的提高首先需要传感器能够提供高质量的可靠的汽车实时动态信号。147.4.3仿真结果及其分析1．汽车转向盘角阶跃输入测试分析仿真标准：GB/T 6323.2－1994《汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验(转向盘转角阶跃输入)》。2．汽车双移线试验分析汽车双移线道路测试的道路

8、设置是参考双移线行驶试验规程的ISO 3888技术报告与GB/T 6323—1994标准，并考虑车速变化时的适应性设定的。153．汽车正弦转向角试验分析正弦转向角行驶是衡量汽车性能的一种工况。如果汽车没有主动控制系统，在汽车通过正弦转向角输入，可以出现后轴侧滑激转的极限工况，当正弦输入转向角超过一定数值后，汽车的横摆角速度和侧向加速度会急剧增大，汽车失去稳定性。4．转向回正性能仿真试验分析按照国家标准GB/T 6323.4—1994、QC/T 480—1999对汽车转向回正性能仿真