汽车侧向稳定性控制器设计-开题报告

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《2024年基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》范文

《2024年基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》范文

《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》篇一一、引言汽车稳定性控制系统的研发和应用在保障驾驶安全和提高驾驶舒适性方面发挥着越来越重要的作用。

作为其中的关键技术,电子稳定程序(ESP)和防抱死制动系统(ABS)的协调控制已成为研究的热点。

本文针对汽车转向稳定控制进行研究,重点探讨基于ESP与ABS协调控制的系统设计及其实施效果。

二、汽车转向稳定控制的重要性汽车在行驶过程中,特别是在高速行驶或转弯时,保持车辆的稳定性至关重要。

车辆的稳定性不仅关系到驾驶的安全性,也直接影响着驾驶的舒适性。

因此,汽车转向稳定控制系统的研发和应用对于提高汽车的安全性和舒适性具有重要意义。

三、ESP与ABS的协调控制原理ESP系统主要通过传感器实时监测车辆的行驶状态,包括车速、轮胎附着系数、转向角度等,并根据这些信息对发动机和刹车系统进行调节,以实现车辆的稳定行驶。

而ABS系统则主要用于防止刹车时轮胎抱死,保持轮胎与地面的摩擦力,从而确保车辆的操控性。

在汽车转向稳定控制中,ESP和ABS的协调控制尤为重要。

通过协调控制,可以实现对车辆行驶状态的实时监测和调整,使车辆在转弯过程中保持稳定的行驶状态。

四、基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制系统设计(一)系统架构设计基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制系统主要包括传感器模块、控制模块和执行模块。

传感器模块负责实时监测车辆的行驶状态;控制模块根据传感器信息对ESP和ABS进行协调控制;执行模块则负责执行控制模块的指令,实现对车辆的稳定控制。

(二)算法设计系统的算法设计是实现汽车转向稳定控制的关键。

本文采用的算法主要包括状态观测、决策规划和控制执行三个部分。

状态观测部分通过传感器获取车辆行驶状态信息;决策规划部分根据状态信息制定合适的控制策略;控制执行部分则根据决策结果对ESP和ABS进行协调控制。

五、实施效果及分析(一)实施效果通过实际道路测试和仿真实验,本文研究的基于ESP与ABS 协调控制的汽车转向稳定控制系统在提高车辆稳定性、降低事故风险和提高驾驶舒适性等方面取得了显著的效果。

基于MATLAB的汽车ESP系统控制模型及方法研究的开题报告

基于MATLAB的汽车ESP系统控制模型及方法研究的开题报告

基于MATLAB的汽车ESP系统控制模型及方法研究的开题报告一、题目基于MATLAB的汽车ESP系统控制模型及方法研究二、研究背景随着汽车行业的发展,越来越多的车辆配备了ESP(Electronic Stability Program,电子稳定程序)系统。

ESP系统通过激活刹车和减少发动机输出力来帮助控制轮胎在路面上的抓地力,使车辆保持稳定性,防止侧滑、打滑等危险情况的发生。

在汽车安全领域,ESP系统的作用和意义不言而喻。

为了实现ESP系统的精确控制,需要建立数学模型和控制算法,并将其实现于实际车辆上。

MATLAB作为一款成熟的科学计算软件,具有许多模型理论和算法库,可以用于ESP系统的建模和控制算法的研究。

三、研究内容本研究旨在探索基于MATLAB的汽车ESP系统控制模型及方法。

具体研究内容如下:1. ESP系统基本原理及功能介绍;2. ESP系统数学模型的建立与验证;3. 控制算法的设计及实现;4. 系统仿真与实际车辆试验的对比分析;5. 结果分析及展望。

四、研究目的与意义本研究旨在通过基于MATLAB的ESP系统控制模型及方法探索,提高汽车ESP系统的控制精度和稳定性,为汽车安全领域的进一步研究提供基础和理论支撑。

此外,本研究所建立的ESP系统数学模型和控制算法可为实际车辆上ESP系统的设计和开发提供借鉴和参考。

五、研究方法与技术路线本研究采用以下研究方法和技术路线:1. 文献资料查阅与综述;2. ESP系统数学模型建立与验证;3. 控制算法设计与实现;4. 系统仿真与实际车辆试验;5. 结果分析及展望。

六、预期成果本研究的预期成果包括:1. 基于MATLAB的汽车ESP系统数学模型的建立和验证;2. 基于MATLAB的ESP系统控制算法的设计和实现;3. 系统仿真与实际车辆试验结果的对比分析;4. 结果分析及展望。

七、进度安排1. 第一至二周:文献查阅与综述;2. 第三至四周:ESP系统数学模型的建立与验证;3. 第五至六周:控制算法的设计及实现;4. 第七至八周:系统仿真与实际车辆试验;5. 第九至十周:结果分析;6. 第十一周:论文撰写。

客车动态抗侧翻稳定性试验仿真研究的开题报告

客车动态抗侧翻稳定性试验仿真研究的开题报告

客车动态抗侧翻稳定性试验仿真研究的开题报告一、选题背景和意义近年来,交通事故频发,其中客车侧翻事故居高发地位。

客车侧翻事故的危害程度极高,不仅能造成严重财产损失,还会导致人员伤亡甚至死亡,严重影响着社会的安全和稳定。

因此,对客车动态抗侧翻的稳定性进行研究,寻找有效的预防和控制措施,对减少客车侧翻事故和减少交通事故的发生意义重大。

本文旨在对客车动态抗侧翻稳定性进行研究,在仿真实验中模拟客车侧翻情况,分析影响客车侧翻的因素,探索出对客车侧翻事故有效的预防控制措施,提高交通系统的安全性,为解决当前客车侧翻事故问题提供一定的理论基础和技术支持。

二、研究内容和研究目标1.研究内容(1)客车动态系统稳定性分析使用MATLAB/Simulink软件建立客车运动学模型,实现对客车侧翻时的稳定性分析。

(2)客车侧翻试验仿真建立客车侧翻试验仿真模型,对客车在不同路况、不同车速、不同载重条件下的侧翻稳定性进行仿真分析。

(3)预防和控制措施研究根据试验仿真结果,分析客车运行过程中的侧翻风险因素,探索对客车侧翻事故有效的预防和控制措施。

2.研究目标通过对客车动态抗侧翻稳定性试验仿真的研究和分析,达到以下目标:(1)了解客车动力学稳定性的变化规律,分析影响客车侧翻的因素。

(2)建立客车侧翻试验仿真模型,模拟客车在不同路况、不同车速、不同载重条件下的侧翻情况,探索客车侧翻的特征和规律。

(3)寻找有效的预防和控制措施,以降低客车侧翻事故的发生率,提高客车的安全性和稳定性。

三、研究方法1.客车动力学稳定性分析方法本文采用MATLAB/Simulink软件建立客车运动学模型,分析客车运动过程中的各种力学因素,探讨客车动态系统的稳定性变化规律。

2.客车侧翻试验仿真方法本文基于ADAMS软件建立客车侧翻试验仿真模型,模拟客车在不同路况、不同车速、不同载重条件下的运动情况,分析影响客车侧翻的因素,探索客车侧翻的特征和规律。

3.预防和控制措施研究方法本文通过客车侧翻试验仿真分析,分析客车运行过程中的侧翻风险因素,探索对客车侧翻事故有效的预防和控制措施,为提高客车的安全性和稳定性提供理论支持。

车辆动力学模型的稳定性控制与输出机动研究的开题报告

车辆动力学模型的稳定性控制与输出机动研究的开题报告

车辆动力学模型的稳定性控制与输出机动研究的开题报告一、选题的背景和意义车辆动力学模型的稳定性控制是现代汽车技术发展的重要方向之一。

车辆在高速行驶状态下,由于惯性力的影响,很容易出现车辆失控、翻滚等危险情况。

因此,研究车辆动力学模型的稳定性控制,对于提高汽车的行驶安全性和提高汽车技术的发展水平具有重要意义。

另一方面,输出机动是指车辆在发生横向偏移与偏航等突发情况下,通过转向、制动和加速等措施,使车辆安全稳定地脱离险境的能力。

输出机动能力是车辆稳定性的重要表现之一,也是衡量汽车驾驶者驾驶技术的一个重要指标。

因此,研究车辆的输出机动能力,对于提升车辆的稳定性和为驾驶者提供更安全、舒适的行车体验具有重要意义。

基于以上的考虑,研究车辆动力学模型的稳定性控制和输出机动能力,对于提高汽车的行驶安全性和指导汽车驾驶者的驾驶技能具有现实意义。

二、研究内容和目标本研究的主要内容包括:车辆动力学模型的建立和稳定性控制方法的研究,以及车辆输出机动能力的评价方法和控制技术的研究。

具体研究目标如下:1. 基于车辆动力学模型,建立车辆稳定性控制模型,分析车辆在不同路况及速度下的稳定性特性。

2. 研究车辆输出机动能力的评价方法,探讨车辆在不同路面状态下的输出机动能力。

3. 研究车辆稳定性控制方法和输出机动控制技术,设计并实现车辆稳定性控制系统和输出机动控制系统。

4. 在仿真平台中进行车辆稳定性控制和输出机动控制的仿真研究,验证控制系统的有效性和可靠性。

三、研究方法和技术路线本研究采用以下方法和技术路线:1. 车辆动力学模型的建立:采用经典的车辆动力学模型建立方法,建立车辆稳定性控制模型。

2. 稳定性控制方法的研究:采用经典的车辆稳定性控制方法,如PID控制、LQR控制等,设计车辆稳定性控制系统。

3. 输出机动能力评价方法的研究:采用经典的车辆输出机动能力参数评价方法,如侧向加速度、侧向偏移角等,探讨车辆在不同路面状态下的输出机动能力。

基于模糊PID控制的汽车横向稳定性控制研究与仿真的开题报告

基于模糊PID控制的汽车横向稳定性控制研究与仿真的开题报告

基于模糊PID控制的汽车横向稳定性控制研究与仿真的开题报告【摘要】随着汽车工业的不断发展,汽车已经成为了人们日常生活中不可或缺的交通工具,但随之而来的问题是汽车横向稳定性不足,容易导致交通事故。

因此,本文提出了一种基于模糊PID控制的汽车横向稳定性控制方法,以解决这一问题。

在该方法中,采用了模糊控制和PID控制相结合的方式,通过对车辆侧向加速度进行控制,以提高车辆的横向稳定性。

本文通过建立汽车的横向稳定性控制模型,采用MATLAB/Simulink 进行了仿真实验。

仿真结果表明,该控制方法可以有效地提高汽车的横向稳定性,减少车辆侧翻和失控的风险,从而保障行车安全。

【关键词】模糊PID控制,汽车横向稳定性,MATLAB/Simulink,仿真实验【研究背景与意义】汽车交通事故在日常生活中屡见不鲜,其中很大一部分都是由于车辆失控或侧翻导致的。

因此,提高汽车的横向稳定性是保障行车安全的重要措施之一。

目前,汽车横向稳定性控制方法主要包括传统的PID(比例、积分、微分)控制和模糊控制等。

但传统PID控制方法存在参数调节难的问题,而单纯采用模糊控制方法不能兼顾控制精度和实时性。

因此,本文提出了一种基于模糊PID控制的汽车横向稳定性控制方法,以解决传统PID控制和模糊控制方法的问题。

【研究内容与方法】本文首先建立了汽车横向稳定性控制模型,然后采用模糊PID控制方法进行控制。

具体来说,该方法以车辆侧向加速度作为控制量,通过PID控制和模糊控制相结合的方式进行控制。

PID控制用于输出控制量,模糊控制用于调节控制量的参数,从而实现对车辆横向稳定性的控制。

本文采用MATLAB/Simulink进行了仿真实验。

在仿真中,模拟了汽车在各种道路条件下的运行情况,并对控制方法进行了比较。

通过对仿真结果的分析,评价了控制方法的效果。

【预期结果】预计通过本文的研究,可以提出一种基于模糊PID控制的汽车横向稳定性控制方法,并通过仿真实验验证该方法的可行性和有效性。

《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》范文

《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》范文

《基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,汽车的安全性和稳定性问题日益受到人们的关注。

汽车转向稳定控制技术作为提高汽车行驶安全性和稳定性的重要手段,已经成为现代汽车技术研发的热点。

本文针对基于ESP(电子稳定程序)与ABS(防抱死刹车系统)协调控制的汽车转向稳定控制技术进行研究,旨在提高汽车的行驶稳定性和安全性。

二、ESP与ABS系统概述ESP系统是一种通过传感器实时监测车辆行驶状态,并通过控制系统对发动机和刹车系统进行干预,以保持车辆稳定性的技术。

而ABS系统则是一种通过控制刹车系统的刹车压力,防止车轮抱死,保持车轮与路面的附着力,从而提高刹车性能的技术。

两者在汽车行驶过程中均发挥着重要作用。

三、ESP与ABS的协调控制原理ESP与ABS的协调控制主要通过传感器实时监测车辆的状态信息,包括车速、加速度、方向盘角度等,然后通过控制系统对发动机和刹车系统进行干预,实现车辆转向稳定控制。

在车辆转向过程中,ESP与ABS协同工作,可以有效地提高车辆的行驶稳定性和安全性。

四、基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制技术研究(一)控制策略设计在汽车转向过程中,基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制技术采用分层控制策略。

首先,通过传感器实时获取车辆状态信息,然后通过上层控制器对车辆状态进行评估和预测,制定相应的控制策略。

下层控制器则根据上层控制器的指令,对发动机和刹车系统进行干预,实现车辆转向稳定控制。

(二)系统建模与仿真分析为了更好地研究基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制技术,建立了车辆动力学模型、ESP模型、ABS模型等。

通过仿真分析,验证了该控制策略的有效性和可行性。

仿真结果表明,该控制策略可以有效地提高车辆的行驶稳定性和安全性。

五、实验验证与分析为了进一步验证基于ESP与ABS协调控制的汽车转向稳定控制技术的实际效果,进行了实车实验。

基于ARM的汽车电子稳定控制系统设计的开题报告

基于ARM的汽车电子稳定控制系统设计的开题报告

基于ARM的汽车电子稳定控制系统设计的开题报告一、研究背景和意义随着汽车行业的快速发展,汽车的安全性能得到了越来越多的关注。

特别是在高速公路等高速行驶场景下,车辆的稳定性极为重要,一旦失控可能会带来严重的后果。

为了提高车辆的稳定性能,汽车电子稳定控制系统(ESC)应运而生。

目前,市面上的ESC系统都是基于MCU(Micro Controller Unit)架构实现的。

然而,MCU的处理性能和计算能力有限,难以满足现代汽车的高性能和高速运行需求,因此出现了基于ARM处理器的ESC系统。

ARM处理器具有高效率、低功耗、高性能的特点,能够满足汽车ESC系统的需求。

本论文的研究目的是基于ARM处理器设计并实现汽车ESC系统,提高车辆的稳定性能和安全性能,并探究基于ARM处理器的ESC系统的可行性和优越性。

二、研究内容和方法本论文采用基于ARM Cortex-A9架构的嵌入式系统设计方法,设计并实现汽车ESC系统。

具体步骤如下:1. 分析汽车ESC系统的需求和功能,确定系统的硬件和软件架构;2. 确定ARM Cortex-A9处理器的运行环境和开发工具,包括Ubuntu 操作系统、Eclipse开发平台、GNU编译工具链等;3. 编写ESC系统的驱动程序,包括市场上常见的传感器和执行器驱动,例如加速度传感器、陀螺仪和制动泵等;4. 分析和设计ESC系统的控制算法,包括转向控制、制动控制和车身稳定性控制等;5. 实现ESC系统的仿真和测试,验证系统的稳定性、可靠性和安全性。

三、预期结果和期望贡献预计通过本论文的研究,将实现以下预期结果:1. 设计并实现基于ARM的汽车ESC系统,在传统ESC系统的基础上提高系统的稳定性、可靠性和安全性;2. 探究基于ARM处理器的ESC系统的可行性和优越性,为汽车电子控制领域提供一种新的思路和方法;3. 提供了一种基于ARM的ESC系统的设计和实现思路,为未来的汽车电子控制系统设计提供借鉴和参考。

汽车电子稳定性程序(ESP)控制方法及联合仿真研究的开题报告

汽车电子稳定性程序(ESP)控制方法及联合仿真研究的开题报告

汽车电子稳定性程序(ESP)控制方法及联合仿真研究的开题报告一、研究背景和意义随着汽车行业的不断发展,汽车品质要求越来越高。

汽车行驶过程中,稳定性成为影响安全的一个重要因素,因此汽车电子稳定性程序(ESP)成为现代汽车必备的安全保障措施。

ESP的主要作用是控制车辆运动状态,通过对发动机、刹车和悬挂的控制,在车辆行驶过程中实时调节车辆的稳定性,使其处于最佳状态,从而提高车辆的安全性能。

随着汽车电子技术的发展,ESP系统的控制模型也变得越来越复杂。

传统的控制方法只能简单地基于车速和转向角进行控制,而现代的ESP系统需要考虑到更多的因素,比如膨胀系数、空气阻力等因素。

因此,需要进行更加精确的控制方法研究,以提高ESP系统的效率和稳定性,从而为汽车行业提供更加安全、高效的技术支持。

本研究旨在通过对ESP系统控制方法的研究,掌握ESP系统的设计和优化方法,为提高汽车安全性能提供技术支持。

二、研究内容和技术路线本研究将从以下几个方面进行研究:1. ESP系统原理及控制方法研究:对于ESP系统的原理进行深入研究,建立ESP系统控制方法的理论基础。

2. ESP系统控制方法仿真研究:通过MATLAB/Simulink软件建立ESP系统的仿真模型,研究不同控制方法对车辆稳定性的影响,并探究优化的控制方法。

3. ESP系统与车辆动力学的联合仿真研究:将ESP系统与车辆动力学模型进行集成,综合考虑车辆动力学和ESP系统的影响,探究ESP系统在不同路面条件下的控制方法,以及优化方法。

4. 实验验证:对于研究得出的优化控制方法进行实车试验,验证其在实际应用中的稳定性和效果。

技术路线如下图所示:![ESP-tech-roadmap.png](attachment:ESP-tech-roadmap.png)图1 ESP技术路线图三、预期研究成果1. 系统地研究了ESP系统的原理及控制方法,掌握了ESP系统的设计和优化方法,提出了创新的ESP系统控制思路。

汽车稳定实验报告总结(3篇)

汽车稳定实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景随着我国经济的快速发展和汽车产业的日益壮大,汽车在人们生活中的地位越来越重要。

然而,汽车在行驶过程中,受到各种因素的影响,如路面状况、车辆性能等,可能导致车辆出现不稳定现象,给驾驶者和乘客带来安全隐患。

为了提高汽车的安全性能,降低交通事故的发生率,汽车稳定性实验成为汽车研发和检测的重要环节。

本实验旨在通过对汽车稳定性进行测试和分析,为汽车设计和改进提供理论依据。

二、实验目的1. 了解汽车稳定性实验的基本原理和方法;2. 掌握汽车稳定性测试设备的使用技巧;3. 分析汽车稳定性测试结果,为汽车设计和改进提供参考;4. 培养实验者的实际操作能力和数据分析能力。

三、实验内容1. 实验设备:汽车稳定性测试台、测速仪、转向角传感器、测力计、数据采集器等;2. 实验方法:采用实车实验和仿真实验相结合的方式,对汽车稳定性进行测试和分析;3. 实验步骤:(1)搭建实验平台,将汽车稳定性测试台、测速仪、转向角传感器、测力计等设备安装到位;(2)调整实验参数,如车速、转向角等,使实验条件符合测试要求;(3)进行实车实验,记录实验数据;(4)将实验数据输入计算机,进行数据处理和分析;(5)根据实验结果,对汽车稳定性进行评价和改进。

四、实验结果与分析1. 实验结果:(1)稳定性因数:通过实验,计算出汽车的稳定性因数,判断汽车在行驶过程中的稳定性;(2)特征车速:根据实验数据,确定汽车在特定路面条件下的特征车速;(3)稳态横摆角速度:分析汽车在转向过程中的横摆角速度,评估汽车的操纵稳定性;(4)侧向加速度:测量汽车在侧向力作用下的加速度,判断汽车在侧向力作用下的稳定性。

2. 分析与讨论:(1)稳定性因数与特征车速:稳定性因数越高,汽车在行驶过程中的稳定性越好;特征车速越高,汽车在高速行驶时的稳定性越差。

因此,在汽车设计和改进过程中,应注重提高稳定性因数,降低特征车速;(2)稳态横摆角速度:稳态横摆角速度越小,汽车在转向过程中的稳定性越好。

汽车稳定性控制研究【开题报告】

汽车稳定性控制研究【开题报告】

开题报告电气工程及其自动化汽车稳定性控制研究一、课题研究意义及现状摘要: 通过对车辆稳定性控制理论研究, 得出车辆的质心侧偏角和横摆角速度是稳定性控制的重要控制变量。

并基于建立的二自由度整车仿真模型, 进一步分析了它们对车辆稳定性的影响。

随着工程建设和生产发展的需要,车辆( 尤其是工程车辆) 受到路面条件、交通法规的限制, 依靠单纯增加单个轴的承载能力, 降低整车质量已经达不到要求。

需对底盘进行全盘考虑。

汽车运动是一个模型阶次高、输入输出变量多的复杂系统,因此针对整个运动系统设计单一的控制器是不可行的。

本文提出了一种基于多变量频域控制方法的车辆底盘集成控制策略,协调控制车辆主动转向系统和主动制动系统。

对典型多变量车辆系统进行分析,应用多变量频域控制理论设计底盘集成控制器,并利用matlab仿真平台进行典型工况仿真分析。

结果表明,基于多变量频域控制方法的车辆底盘集成控制器能够消除主动转向系统和主动制动系统之间的干涉和耦合,同时显著提高车辆操纵稳定性。

对于操纵稳定性控制的研究,人们最初是从车辆的后轮主动转向(RWS,4WS)开始研究的,四轮转向汽车的出现,极大地提高了车辆的操纵稳定性。

随着研究的不断深入,人们发现在车辆的侧向加速度和车身侧偏角较小,轮胎的侧偏力和侧偏角还处于线性关系时,四轮转向或前轮主动转向汽车可以取得良好的操纵稳定性。

而当车辆处于紧急工况时,车辆的侧向加速度、车身侧偏角和横摆角速度都比较大,四轮转向汽车的操纵稳定性并不能取得良好的性能。

因为,此时轮胎的侧向受力已经趋于饱和,它的侧向力和侧偏角已经处于高度的非线性关系,单纯依靠车辆的四轮转向已经不能增加车辆的侧向力,提高车辆的侧向操纵稳定性了。

二、课题研究的主要内容和预期目标本设计要求应用matlab系统设计出基于网络实验平台的电机控制实验项目:(1)转向系统的阶跃响应;(2)转向系统的稳定性分析;本设计的预期目标:(1)熟练应用matlab软件;(2)能独自完成实验的各项内容;(3)在完成实验内容后,能对实验要求有所改进。

汽车侧向防撞预警系统的开发研究的开题报告

汽车侧向防撞预警系统的开发研究的开题报告

汽车侧向防撞预警系统的开发研究的开题报告一、研究背景和意义交通事故事故件数日增,而汽车侧向碰撞事故占所有交通事故的比例不断增加,给人们的生命财产安全带来巨大威胁,是交通安全领域需要重点关注和研究的问题。

当前,汽车防撞技术不断发展,许多车型都已配备有前进碰撞预警和自动紧急制动系统,但是对于侧向碰撞的监测技术还缺乏系统性认识和研究。

因此,本项目旨在开发一种针对汽车侧向碰撞进行预警的系统,能够在车辆侧向碰撞即将发生时发出警报并提醒车主及时避免事故的发生,从而减少侧向碰撞事故对人生命财产的影响,提高人们对道路交通安全的保障能力,对于推进交通事故预防和汽车安全防护技术的发展具有重要意义。

二、研究方法和内容(一)研究方法本项目采用实证研究和市场需求分析相结合的方法,首先对汽车侧向碰撞的特点和规律进行分析,建立汽车侧向防撞预警系统的基本原理和模型;通过实验研究和模拟仿真技术,验证系统的可行性、精度和可靠性;并结合市场需求和竞争状况,设计系统的产品定位和商业模式。

(二)研究内容1. 汽车侧向碰撞事故的特点和规律2. 汽车侧向防撞预警系统的基本原理和模型3. 汽车侧向碰撞预警系统的硬件设计和软件开发4. 模拟实验和实证研究系统的可行性和有效性5. 系统产品定位和商业模式设计三、研究目标和重点(一)研究目标1. 开发一种面向汽车侧向碰撞预警的系统,能够有效地监测车辆的侧向运动并识别碰撞风险;2. 探索汽车侧向碰撞事故的特点和规律,提高交通安全科研人员对于该类事故的认识和研究水平;3. 推动汽车防撞技术的创新,提高汽车安全防护能力。

(二)研究重点1. 系统检测模型的建立和实验验证2. 系统精度和可靠性的提升和验证3. 产品定位和商业模式的探索和设计四、研究预期成果和应用价值(一)预期成果1. 汽车侧向防撞预警系统硬件和软件的完整实现和完善2. 可靠性和精度较高的应用产品3. 对于汽车侧向碰撞事故的特点和规律进行研究,为进一步的研究提供基础理论和实际经验。

汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究的开题报告

汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究的开题报告

汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿
真研究的开题报告
一、选题的背景与意义
随着社会经济的不断发展,汽车在人们的生活中变得越来越普及,特别是在交通工具方面,越来越多的人选择使用汽车出行。

在车辆的驾驶中,稳定性高和操控性好的汽车更能得到消费者的青睐。

汽车运动的稳定性是一个重要的指标之一。

在汽车行驶中,如果出现横向摆动现象,驾驶员的驾驶体验会降低,甚至会危及行车安全。

因此,提高汽车的稳定性对于提高驾驶体验和行车安全具有重要的意义。

近年来,随着电子技术和控制技术的不断发展,汽车动力学稳定性的研究和控制得到了越来越广泛的应用。

其中,横摆力矩和主动转向联合控制策略可以提高轿车的稳定性,使轿车在运动中更加平稳,能够有效防止轿车的侧翻和失控等危险。

二、研究的主要内容
本文研究的主要内容是汽车动力学稳定性中横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究。

具体来说,本文将利用MATLAB/Simulink软件对轿车进行建模,并对轿车的动力学特性进行分析。

然后,本文将针对轿车的横向运动问题,研究横摆力矩的理论和控制方法。

在此基础上,将结合主动转向的联合控制策略,对轿车的稳定性进行控制和优化。

三、研究的意义
汽车动力学稳定性是汽车行驶中不可或缺的一个重要领域,在汽车制造和应用领域都具有广泛的应用前景。

本文研究的横摆力矩和主动转向联合控制策略,可以提高轿车的操控性能和行驶的稳定性,为驾驶员带来更好的驾驶体验。

这对于汽车制造厂商来说,是提高品牌形象和销售量的有力支持;对于驾驶员来说,是保障行车安全的有效手段。

车辆动态操控稳定性控制的仿真研究的开题报告

车辆动态操控稳定性控制的仿真研究的开题报告

车辆动态操控稳定性控制的仿真研究的开题报告一、选题背景车辆动态操控稳定性控制是汽车工程领域的一个重要研究方向。

它旨在提升汽车在高速行驶、急转弯等情况下的操控稳定性,从而保障乘客的安全。

与此同时,随着自动驾驶技术的引入,车辆动态操控稳定性控制将成为实现车辆自主行驶的重要环节。

因此,在汽车技术的发展中,车辆动态操控稳定性控制有着极其重要的地位。

二、研究目的本文旨在通过对车辆动态操控稳定性控制的仿真研究,探究车辆在不同路况下的运动特性及其操控稳定性,并对车辆动态操控稳定性控制算法进行优化,提高车辆操控稳定性。

三、研究内容1. 基于汽车动力学理论开展车辆动态仿真研究,对车辆在不同路况下的运动特性进行分析。

2. 分析车辆在高速行驶、急转弯等情况下出现的悬挂、转向、制动等偏移现象,提出相应的制动、力矩控制策略,从而提高车辆操控稳定性。

3. 基于模型预测控制算法,优化车辆动态操控稳定性控制策略,并进行仿真验证。

四、研究方法和步骤1. 构建车辆动力学模型,建立车辆在不同路况下的仿真模型。

2. 通过仿真分析车辆动态特性,并根据分析结果制定车辆动态操控稳定性控制策略。

3. 设计车辆动态操控稳定性控制算法,并进行仿真验证。

4. 对比不同策略和算法的优劣,提出优化方案,进一步提高车辆操控稳定性。

五、预期成果1. 建立车辆在不同路况下的仿真模型,开展车辆动态仿真研究。

2. 提出相应的制动、力矩控制策略,提高车辆操控稳定性。

3. 基于模型预测控制算法,优化车辆动态操控稳定性控制策略,并进行仿真验证。

4. 提高车辆操控稳定性,为汽车技术发展做出重要贡献。

六、可行性分析本研究主要依据汽车动力学理论进行分析,具有较高的可行性。

同时,现代仿真软件功能强大,可以实现车辆动态仿真研究,从而更加准确地分析车辆的运动特性和操控稳定性,并提高研究的可靠性。

七、研究重点和难点本研究的重点是探究车辆在不同路况下的运动特性及其操控稳定性,并对车辆动态操控稳定性控制算法进行优化。

提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究

提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究

提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究作者:刘晓文徐晓美台永鹏来源:《南京信息工程大学学报》2023年第06期摘要:车辆高速转向时,车身向弯道外侧倾斜,严重时会导致侧翻事故.针对此问题,开展了提高车辆转向稳定性的车身主动侧倾控制研究.首先建立了考虑横摆和侧倾运动的六自由度车辆动力学模型;然后确定了车辆在转向运动时的期望侧倾角,并以此为控制目标设计主动侧倾控制器,使车身实际侧倾角逼近期望侧倾角.在不同行驶工况下,仿真研究了车身侧倾角、乘员感知加速度和横向载荷转移率,并考察了实现主动侧倾控制所需的主动悬架功耗和由主动侧倾引起的悬架动挠度变化.研究结果表明:主动侧倾控制能实现车辆转向时实际侧倾角迅速逼近期望侧倾角,且在复杂行驶工况下依然能使车辆具有良好的行驶稳定性;主动侧倾控制减小了悬架的动挠度峰值,使乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率都能快速接近零值,且实现主动侧倾的主动悬架功耗较小,保证了车辆的经济性能.关键词:稳定性控制;主动侧倾控制;主动悬架;PID控制;MATLAB/Simulink中图分类号U463.4 文献标志码A0 引言车辆高速转向时,由于车身向弯道外侧倾斜,不仅降低了驾乘人员的乘坐舒适性,而且还会导致侧翻事故,威胁驾乘人员的生命安全.为了改善这种状况,多种提高车辆转向稳定性的方法被提出[1-2],包括:改变悬架刚度或阻尼系数[3-4];在横向稳定杆上加入控制器,对横向稳定杆实施主动或半主动控制[5];通过主动或半主动悬架对车身侧倾角和因侧倾引起的侧向力矩进行调节,即所谓的车身主动侧倾控制.车身主动侧倾是指在车辆转向行驶时,通过主动使车身向弯道内侧倾斜一定角度,以平衡车辆高速转向时因离心力作用而使车身向弯道外侧侧倾的侧倾力矩,从而达到提高车辆弯道行驶的平顺性和稳定性的目的[6-8].车身主动侧倾的研究经历了从提出控制方法到方法验证,再到机构设计与方案实现等过程.Piyabongkarn等[9]提出主动侧倾的两种控制方法,即RHC(Recede Horizon Control)和DTC(Direct Tilt Control),前者通过道路曲率的预瞄使车身的侧倾与驾驶员的转向操作产生同步,后者则采用侧倾机构直接将车辆侧倾至最佳角度.Phanomchoeng等[10]建立了车辆的六自由度横向动力学模型,针对DTC方案能耗大、转向侧倾不同步等问题开展了优化研究.在此基础上,Jeon等[11]提出一种配备主动或半主动悬架的车辆侧倾模型,通过整车试验研究,验证了此主动侧倾车辆模型的估计精度.刘平义等[12]提出一种主动侧倾角计算方法,得到用于平衡车辆稳态转向侧向力矩的车辆主动侧倾角,并通过一种窄型车辆的转向试验研究验证了所提出的主动侧倾角计算方法的可靠性.凌俊威[13]提出一种慢主动悬架实现车身主动逆向侧倾控制,在不恶化平顺性的条件下,改善了车辆的操纵性和安全性.张曦月[14]提出一种结合车辆行驶状态和道路信息的稳定边界辨识方法,基于动态约束的车辆侧向稳定性控制方法使车辆向内侧倾,并通过硬件在环试验,验证了所提控制策略能有效保证车辆在极限工况下行驶的稳定性.上述研究主要侧重于车辆侧倾模型以及主动侧倾控制算法的研究,并没有考虑路面状况和转向工况对主动侧倾效果的影响.本文以某两轴车辆为研究对象,主要探讨在不同路面激励和不同转向工况下主动侧倾车辆的车身侧倾角、乘员感知加速度和横向载荷转移率,并评价车身主动侧倾引起的悬架动挠度和悬架功耗,以期为车身主动侧倾控制提供理论参考.1 车辆动力学模型基于相关动力学理论和车辆受力与运动情况,建立包括车辆横摆与侧倾运动在内的六自由度车辆动力学模型.1.1 两自由度转向模型图1为简化的两自由度线性转向模型.在此平面模型中,作如下假设:不考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响;不考虑轮胎回正力矩以及轮胎侧偏特性的变化;不考虑空气阻力;不考虑转向系统的影响,车辆的转向输入为前轮转角;x轴方向的车辆行驶速度v不变.在此情况下,车辆只有沿y轴方向的侧向运动和绕z轴的横摆运动.图1中:a,b分别为质心到前、后轴的距离;Ff,Fr分别为前、后轮受到的侧向力;δ为前轮转角;ψ为横摆角位移.所建车辆动力学方程如式(1)和(2)所示:式中:m为整车质量;ms为簧上质量;h为质心至侧倾中心的垂向距离;θ为车身侧倾角;Iz为横摆转动惯量;cf,cr分别为前、后轮的侧偏刚度.1.2 四自由度侧倾模型由于离心力作用,车辆在转向时会向弯道外侧倾斜,前、后轴左右两侧车轮的垂直载荷也会发生变化.因此,为更准确地分析车辆的转向运动,需要考虑车厢侧倾运动以及悬架和车轮受到的地面激励对车辆转向运动的影响.图2为考虑车身侧倾和垂向运动的四自由度车辆简化模型.图中:ks1,ks2分别为左、右悬架弹簧刚度;cs1,cs2分别为左、右悬架阻尼系数;f1,f2分别为左、右悬架可控阻尼力;mu1,mu2分别为左、右悬架簧下质量;zu1,zu2分别为左、右悬架簧下垂向位移;zr1,zr2分别为左、右车轮受到的地面垂直激励;z为簧上质量的垂向位移.式中:Ix为簧上质量绕x轴的側倾转动惯量;d为车辆轮距长度的一半;Mt为主动悬架控制力矩;kt1,kt2分别为左、右车轮垂向刚度.2 主动侧倾控制器设计2.1 期望侧倾角主动侧倾即希望车辆在转弯时车身主动向弯道内侧倾斜,使车辆受重力产生的力矩与受离心力产生的力矩相抵消,从而保证车辆转弯行驶的稳定性,使乘员感知侧向加速度接近于零.2.2 控制器设计基于PID设计车辆的主动侧倾控制器,其主要控制思想为:在车辆进行转向时,由陀螺仪检测车身侧倾角,并将其与期望侧倾角比较,得到误差并反馈给PID控制器;控制器接收到误差信息后计算达到期望侧倾角所需要的主动侧倾控制力矩;控制力矩通过悬架作用传递给车身,车辆簧上和簧下部分分别受到悬架力矩的作用,使车辆达到转向离心力产生的力矩与侧倾力矩相等的理想状态,从而提高车辆转弯时的侧倾稳定性.控制器的性能通常由系统的响应时间、稳态误差以及峰值响应等指标进行评价.PID控制器的参数调节包括调节比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd.在调参过程中,往往是先确定Kp系数,以加快系统的响应时间,最快程度上消除系统误差;接着引用Ki参数消除稳态误差以使得被控对象的数值达到给定值并减小系统的振荡;最后加入适量大小的Kd参数,减小系统的超调和振荡,改善系统的稳定性.图3为主动侧倾控制系统框图.设定车辆动力学系统输入为车速v和前轮转角δ,输出为实际侧倾角θ;两自由度转向模型输出的横摆角速度和y轴上的位移作为四自由度侧倾模型的输入;由四自由度侧倾模型算出实际侧倾角θ,实际侧倾角θ与期望侧倾角θdes的差值反馈给PID控制器;控制器输出控制力矩Mt到四自由度侧倾模型,控制力矩Mt的计算式如式(11)所示.式中,e(t)为实际侧倾角与期望侧倾角的差值.3 仿真结果及分析为验证所提出的控制策略与设计的控制器的有效性,在MATLAB/Simulink环境下,以地面激励模拟车辆行驶中的地面干扰,对车辆的转向侧倾稳定性进行仿真研究.3.1 正弦路面激励下恒定车速变转角工况本节研究正弦路面激励下恒定车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题.假设车辆以10 m/s的车速在幅值为0.04 m、频率为0.056 m-1的正弦路面激励下行驶,前轮转角从π/30逐渐增加至π/15.图4a和4b分别为在此工况下,无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化,图4b还给出了期望侧倾角.可见,无侧倾控制时车辆的侧倾角在车辆行驶过程中有较大幅度的波动,且侧倾角的稳定值远大于有侧倾控制时的侧倾角.在主动侧倾控制下,车身侧倾角很小,并且能在短时间内进入稳定状态,始终围绕期望侧倾角作小幅波动.前已述及,乘员感知侧向加速度表示乘员在车辆转向时的感知能力,也是反映车辆行驶侧向稳定性的一个重要指标.乘员感知侧向加速度越接近于零,车辆的转向行驶侧向稳定性就越好.图5为乘员感知侧向加速度响应曲线.由图5可以看出,无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度在转向开始时达到较大值,然后起伏变化,但无法在短时间内稳定到零值;对于有侧倾控制的车辆,乘员感知侧向加速度在小幅波动后,车身姿态得到迅速调节,0.45 s后主动侧倾控制力矩与离心力产生的力矩几乎相互抵消,使得乘客感知侧向加速度接近于零.横向载荷转移率也是评价车辆转向性能的重要指标,其大小越接近于0,车辆的转向稳定性越好,抗侧翻能力越强.图6为无侧倾控制和侧倾控制下车辆横向载荷转移率LTR的变化情况.由图6可见,两条LTR曲线在经过初始的波动后,无侧倾控制车辆的LTR值始终在大幅度波动,而主动侧倾控制车辆的LTR值在短时间内迅速减小,0.5 s后趋于稳定并维持在零值附近不变,即主动侧倾控制显著降低了车辆的横向载荷转移,大大减小了车辆的侧翻风险.悬架动挠度是汽车行驶平顺性的重要评价指标.图7所示为有侧倾控制和无侧倾控制下左、右后悬架动挠度的响应曲线.由图7可以看出,当车辆以变化的前轮转角转向行驶时,相比于无侧倾控制车辆,有侧倾控制车辆后悬架的动挠度峰值也得到了有效控制.这说明在转向工况下,主动侧倾控制可以明显改善车辆的行驶平顺性.3.2 复合路面激励下变车速变转角工况本节研究复合路面激励下变车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题.复合路面由C级路面和前述正弦路面叠加而成.假设车辆以幅值为π/30的正弦转角在复合路面上行驶,且行驶速度在6 s内从10 m/s加速到13 m/s.图8a和8b分别为在此工况下,无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化,图8b也给出了期望侧倾角.由图8可见:在车辆前轮转角和速度都发生变化时,无侧倾控制车辆的车身侧倾角与期望值相差较大且一直处于振荡中,这说明无侧倾控制车辆在复合路面激励下变道变速行驶时车辆的行驶稳定性较差;而在侧倾控制下,实际车身侧倾角能很好地逼近期望值,并在零值附近小幅波动,这说明即便是在复杂行驶工况下,主动侧倾控制车辆依然具有良好的行驶稳定性.图9和图10分别为有、无主动侧倾控制下的乘员感知侧向加速度与车身横向载荷转移率.可以看出:当车辆行驶在复合路面上时,这两项指标都会因为地面干扰发生振荡变化,都在一定范围内波动,但无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率的波动范围更大,且所围绕波动的稳定值也较大;主动侧倾控制下的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率基本在零值上下波动.图11为复合路面激励下有侧倾控制和无侧倾控制时左后悬架动挠度响应曲线.由图11可以看出:车辆在复合路面激励下变速转向行驶时,无侧倾控制车辆的左后悬架动挠度一直在较大幅度范围内波动;而有侧倾控制车辆的左后悬架动挠度的幅值明显低于无侧倾控制车辆,且在4 s后,基本维持在一个小范围内波动.显然,主动侧倾车辆在复合路面激励下变速转向行驶时的悬架动挠度更小.3.3 主动悬架功耗评价主动侧倾车辆的经济性需要对主动悬架的功耗进行计算.假设车辆以固定速度和固定前轮转角在路面上转向行驶,忽略路面垂直激励的影响,对主动侧倾控制系统进行仿真,考察主动侧倾车辆悬架的功耗.图12为计算得到的主动悬架输出的控制力矩变化曲线.由图12可知,每一侧悬架控制力矩约为1 700 N·m.由于悬架控制力矩是随时间变化的,所以可用積分法求主动悬架的功耗,如式(12)所示:式中:z1,z2 分别表示簧上、簧下质量的位移量;f表示悬架控制力.图13为左侧悬架的功耗,右侧悬架功耗与左侧悬架相当.由图13可知,左侧悬架的功耗在0.1 s内迅速增大,经过小幅波动后达到稳定值,大小约为300 kJ.显然,对于主动控制而言,此值是比较理想可行的,这表明主动侧倾在满足车辆稳定行驶的同时,能保证车辆良好的经济性能.如果需要减少功耗则需要减小悬架单位位移下的控制力大小,即在评价指标允许的合理范围内改变期望侧倾角,以使悬架单位位移下的控制力减小.控制器的性能通常由系统的响应时间、稳态误差以及峰值响应等指标进行评价.PID控制器的参数调节包括调节比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd.在调参过程中,往往是先确定Kp系数,以加快系统的响应时间,最快程度上消除系统误差;接着引用Ki参数消除稳态误差以使得被控对象的数值达到给定值并减小系统的振荡;最后加入适量大小的Kd参数,减小系统的超调和振荡,改善系统的稳定性.图3为主动侧倾控制系统框图.设定车辆动力学系统输入为车速v和前轮转角δ,输出为实际侧倾角θ;两自由度转向模型输出的横摆角速度和y轴上的位移作为四自由度侧倾模型的输入;由四自由度侧倾模型算出实际侧倾角θ,实际侧倾角θ与期望侧倾角θdes的差值反馈给PID控制器;控制器输出控制力矩Mt到四自由度侧倾模型,控制力矩Mt的计算式如式(11)所示.式中,e(t)为实际侧倾角与期望侧倾角的差值.3 仿真结果及分析为验证所提出的控制策略与设计的控制器的有效性,在MATLAB/Simulink环境下,以地面激励模拟车辆行驶中的地面干扰,对车辆的转向侧倾稳定性进行仿真研究.3.1 正弦路面激励下恒定车速变转角工况本节研究正弦路面激励下恒定车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题.假设车辆以10 m/s的车速在幅值为0.04 m、频率为0.056 m-1的正弦路面激励下行驶,前轮转角从π/30逐渐增加至π/15.图4a和4b分别为在此工况下,无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化,图4b还给出了期望侧倾角.可见,无侧倾控制时车辆的侧倾角在车辆行驶过程中有较大幅度的波动,且侧倾角的稳定值远大于有侧倾控制时的侧倾角.在主动侧倾控制下,车身侧倾角很小,并且能在短时间内进入稳定状态,始终围绕期望侧倾角作小幅波动.前已述及,乘员感知侧向加速度表示乘员在车辆转向时的感知能力,也是反映车辆行驶侧向稳定性的一个重要指标.乘员感知侧向加速度越接近于零,车辆的转向行驶侧向稳定性就越好.图5为乘员感知侧向加速度响应曲线.由图5可以看出,无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度在转向开始时达到较大值,然后起伏变化,但无法在短时间内稳定到零值;对于有侧倾控制的车辆,乘员感知侧向加速度在小幅波动后,车身姿态得到迅速调节,0.45 s后主动侧倾控制力矩与离心力产生的力矩几乎相互抵消,使得乘客感知侧向加速度接近于零.横向载荷转移率也是评价车辆转向性能的重要指标,其大小越接近于0,车辆的转向稳定性越好,抗侧翻能力越强.图6为无侧倾控制和侧倾控制下车辆横向载荷转移率LTR的变化情况.由图6可见,两条LTR曲线在经过初始的波动后,无侧倾控制车辆的LTR值始终在大幅度波动,而主动侧倾控制车辆的LTR值在短时间内迅速减小,0.5 s后趋于稳定并维持在零值附近不变,即主动侧倾控制显著降低了车辆的横向载荷转移,大大减小了车辆的侧翻风险.悬架动挠度是汽车行驶平顺性的重要评价指标.图7所示为有侧倾控制和无侧倾控制下左、右后悬架动挠度的响应曲线.由图7可以看出,当车辆以变化的前轮转角转向行驶时,相比于无侧倾控制车辆,有侧倾控制车辆后悬架的动挠度峰值也得到了有效控制.这说明在转向工况下,主动侧倾控制可以明显改善车辆的行驶平顺性.3.2 复合路面激励下变车速变转角工况本节研究复合路面激励下变车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题.复合路面由C级路面和前述正弦路面叠加而成.假设车辆以幅值为π/30的正弦转角在复合路面上行驶,且行驶速度在6 s内从10 m/s加速到13 m/s.图8a和8b分别为在此工况下,无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化,图8b也给出了期望侧倾角.由图8可见:在车辆前轮转角和速度都发生变化时,无侧倾控制车辆的车身侧倾角与期望值相差较大且一直处于振荡中,这说明无侧倾控制车辆在复合路面激励下变道变速行驶时车辆的行驶稳定性较差;而在侧倾控制下,实际车身侧倾角能很好地逼近期望值,并在零值附近小幅波动,这说明即便是在复杂行驶工况下,主动侧倾控制车辆依然具有良好的行驶稳定性.图9和图10分别为有、无主动侧倾控制下的乘员感知侧向加速度与车身横向载荷转移率.可以看出:当车辆行驶在复合路面上时,这两项指标都会因为地面干扰发生振荡变化,都在一定范围内波动,但无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率的波动范围更大,且所围绕波动的稳定值也较大;主动侧倾控制下的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率基本在零值上下波动.图11为复合路面激励下有侧倾控制和无侧倾控制时左后悬架动挠度响应曲线.由图11可以看出:车辆在复合路面激励下变速转向行驶时,无侧倾控制车辆的左后悬架动挠度一直在较大幅度范围内波动;而有侧倾控制车辆的左后悬架动挠度的幅值明显低于无侧倾控制车辆,且在4 s后,基本维持在一个小范围内波动.显然,主动侧倾车辆在复合路面激励下变速转向行驶时的悬架动挠度更小.3.3 主动悬架功耗评价主动侧倾车辆的经济性需要对主动悬架的功耗进行计算.假设车辆以固定速度和固定前轮转角在路面上转向行驶,忽略路面垂直激励的影响,对主动侧倾控制系统进行仿真,考察主动侧倾车辆悬架的功耗.图12为计算得到的主动悬架输出的控制力矩变化曲线.由图12可知,每一侧悬架控制力矩约为1 700 N·m.由于悬架控制力矩是随时间变化的,所以可用积分法求主动悬架的功耗,如式(12)所示:式中:z1,z2 分别表示簧上、簧下质量的位移量;f表示悬架控制力.图13为左侧悬架的功耗,右侧悬架功耗与左侧悬架相当.由图13可知,左侧悬架的功耗在0.1 s内迅速增大,经过小幅波动后達到稳定值,大小约为300 kJ.显然,对于主动控制而言,此值是比较理想可行的,这表明主动侧倾在满足车辆稳定行驶的同时,能保证车辆良好的经济性能.如果需要减少功耗则需要减小悬架单位位移下的控制力大小,即在评价指标允许的合理范围内改变期望侧倾角,以使悬架单位位移下的控制力减小.控制器的性能通常由系统的响应时间、稳态误差以及峰值响应等指标进行评价.PID控制器的参数调节包括调节比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd.在调参过程中,往往是先确定Kp系数,以加快系统的响应时间,最快程度上消除系统误差;接着引用Ki参数消除稳态误差以使得被控对象的数值达到给定值并减小系统的振荡;最后加入适量大小的Kd参数,减小系统的超调和振荡,改善系统的稳定性.图3为主动侧倾控制系统框图.设定车辆动力学系统输入为车速v和前轮转角δ,输出为实际侧倾角θ;两自由度转向模型输出的横摆角速度和y轴上的位移作为四自由度侧倾模型的输入;由四自由度侧倾模型算出实际侧倾角θ,实际侧倾角θ与期望侧倾角θdes的差值反馈给PID控制器;控制器输出控制力矩Mt到四自由度侧倾模型,控制力矩Mt的计算式如式(11)所示.式中,e(t)为实际侧倾角与期望侧倾角的差值.3 仿真结果及分析为验证所提出的控制策略与设计的控制器的有效性,在MATLAB/Simulink环境下,以地面激励模拟车辆行驶中的地面干扰,对车辆的转向侧倾稳定性进行仿真研究.3.1 正弦路面激励下恒定车速变转角工况本节研究正弦路面激励下恒定车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题.假设车辆以10 m/s的车速在幅值为0.04 m、频率为0.056 m-1的正弦路面激励下行驶,前轮转角从π/30逐渐增加至π/15.图4a和4b分别为在此工况下,无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化,图4b还给出了期望侧倾角.可见,无侧倾控制时车辆的侧倾角在车辆行驶过程中有较大幅度的波动,且侧倾角的稳定值远大于有侧倾控制时的侧倾角.在主动侧倾控制下,车身侧倾角很小,并且能在短时间内进入稳定状态,始终围绕期望侧倾角作小幅波动.前已述及,乘员感知侧向加速度表示乘员在车辆转向时的感知能力,也是反映车辆行驶侧向稳定性的一个重要指标.乘员感知侧向加速度越接近于零,车辆的转向行驶侧向稳定性就越好.图5为乘员感知侧向加速度响应曲线.由图5可以看出,无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度在转向开始时达到较大值,然后起伏变化,但无法在短时间内稳定到零值;对于有侧倾控制的车辆,乘员感知侧向加速度在小幅波动后,车身姿态得到迅速调节,0.45 s后主动侧倾控制力矩与离心力产生的力矩几乎相互抵消,使得乘客感知侧向加速度接近于零.横向载荷转移率也是评价车辆转向性能的重要指标,其大小越接近于0,车辆的转向稳定性越好,抗侧翻能力越强.图6为无侧倾控制和侧倾控制下车辆横向载荷转移率LTR的变化情况.由图6可见,两条LTR曲线在经过初始的波动后,无侧倾控制车辆的LTR值始终在大幅度波动,而主动侧倾控制车辆的LTR值在短时间内迅速减小,0.5 s后趋于稳定并维持在零值附近不变,即主动侧倾控制显著降低了车辆的横向载荷转移,大大减小了车辆的侧翻风险.悬架动挠度是汽车行驶平顺性的重要评价指标.图7所示为有侧倾控制和无侧倾控制下左、右后悬架动挠度的响应曲线.由图7可以看出,当车辆以变化的前轮转角转向行驶时,相比于无侧倾控制车辆,有侧倾控制车辆后悬架的动挠度峰值也得到了有效控制.这说明在转向工况下,主动侧倾控制可以明显改善车辆的行驶平顺性.3.2 复合路面激励下变车速变转角工况本节研究复合路面激励下变车速和变前轮转角输入工况下车辆的转向稳定性问题.复合路面由C级路面和前述正弦路面叠加而成.假设车辆以幅值为π/30的正弦转角在复合路面上行驶,且行驶速度在6 s内从10 m/s加速到13 m/s.图8a和8b分别为在此工况下,无侧倾控制和有侧倾控制车辆侧倾角的变化,图8b也给出了期望侧倾角.由图8可见:在车辆前轮转角和速度都发生变化时,无侧倾控制车辆的车身侧倾角与期望值相差较大且一直处于振荡中,这说明无侧倾控制车辆在复合路面激励下变道变速行驶时车辆的行驶稳定性较差;而在侧倾控制下,实际车身侧倾角能很好地逼近期望值,并在零值附近小幅波动,这说明即便是在复杂行驶工况下,主动侧倾控制车辆依然具有良好的行驶稳定性.图9和图10分别为有、无主动侧倾控制下的乘员感知側向加速度与车身横向载荷转移率.可以看出:当车辆行驶在复合路面上时,这两项指标都会因为地面干扰发生振荡变化,都在一定范围内波动,但无侧倾控制车辆的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率的波动范围更大,且所围绕波动的稳定值也较大;主动侧倾控制下的乘员感知侧向加速度和横向载荷转移率基本在零值上下波动.图11为复合路面激励下有侧倾控制和无侧倾控制时左后悬架动挠度响应曲线.由图11可以看出:车辆在复合路面激励下变速转向行驶时,无侧倾控制车辆的左后悬架动挠度一直在较大幅度范围内波动;而有侧倾控制车辆的左后悬架动挠度的幅值明显低于无侧倾控制车辆,且在4 s后,基本维持在一个小范围内波动.显然,主动侧倾车辆在复合路面激励下变速转向行驶时的悬架动挠度更小.。

汽车侧向稳定性控制器的设计-任务书

汽车侧向稳定性控制器的设计-任务书

毕业设计(论文)任务书
学生姓名系部专业、班级
指导教师姓名职称教授从事
专业
车辆工程是否外聘□是■否
题目名称汽车侧向稳定性控制器的设计
一、设计目的、意义
目的:在追求安全与动力性越来越高的当今社会,汽车智能制动器扮演了越来越重要的角色,当车辆有侧滑的危险,或者转向不足时,ESP 就会分别对每个车轮施加不同的制动力,就如车辆拥有四个制动踏板。

ESP不仅仅只是制动车轮,还能够主动干预发动机。

驾驶者只要做出正确的转向操作即可。

意义:汽车侧向稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Elect ronic St abilit y Program,ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS 和主动车身横摆控制系统,ESP极大的为汽车行驶安全护航保驾,能有效减少汽车在雨、雪、泥、沙、冰等易滑路段的安全行驶
二、设计内容、技术要求(研究方法)
设计的主要内容:参照同类硬件与软件系统,分析原理与优缺点,查阅资料,完成设计方向的认识和确定,参考同类控制器,完成主要技术参数的设定。

设计的主要技术要求:利用现有的器材(轮速传感器、车速传感器、方向盘转角传感器、汽车横摆角速度传感器),自备单片机控制系统。

利用单片机控制ABS泵电磁阀的开启和关闭,来实现汽车在各种路况的稳态行驶。

三、设计完成后应提交的成果
1、完成设计说明书2万字以上;
2、完成单片机编程,程序完成ESP基本功能;
3、制作基本电路,完成硬件之间的正确链接;
4、调试软件与硬件,做出初步实验数据;
5、分析实验数据,证明设计是合理。

SY-025-BY-2。

汽车侧向稳定性控制器设计

汽车侧向稳定性控制器设计

摘要基于汽车主动制动侧向稳定系控制系统,使用的是汽车实际横摆角速度与驾驶员期望值的差值来判定汽车的稳态,同时引入了车辆质心侧偏角与经验值进行比较得到了另个一关于汽车转弯稳定的安全系数,希望由此改善和提高汽车在转弯过程中的操纵稳定性。

侧向稳定性控制系统判定车身状态不稳定时,可能是转向不足或者是转向过多。

当转向不足时系统将制动内侧后轮,转向严重不足时,同时制动多个车轮;当出现转向过多时,系统将制动外侧车轮,从而稳定车辆,保证驾驶员和乘客的安全。

为了提高汽车侧向稳定性控制这个目标,在控制过程中使用了汽车轮速传感器、方向盘转角传感器、横摆角和G传感仪等信号源,控制部分包括制动增压电机、两个吸入电磁阀、两个隔离电磁阀、四个车轮的增压和减压电磁阀。

通过相关算法,初步确定汽车稳定和各个信号之间的关系,并实现侧向稳定性的初步控制。

关键词:侧向稳定性;横摆角;转向不足;转向过多;制动;电磁阀ABSTRACTActive braking lateral stability based on cars,use of control system is car actual yaw-rate expectations and drivers to determine the difference in value of car,and introduced the steady-state traffic PianJiao and experience value centroid side got another comparison about turning a stable security coefficient car,hope this improvement and improve automobile in turning process manipulation stability.Lateral stability control system determine body state unstable,may be understeering or move on to too much.When understeer medial rear brake system when will seriously insufficient,steering wheel,and braking when more than;When there is too much,the system will be steering wheels,and brake lateral stability vehicles,ensure the safety of drivers and passengers.In order to improve the car lateral stability control this goal,in process control the automobile wheel speed sensors will be uesd,steering wheel Angle sensor,yaw angles and G sensing devices such as signal source,the control part includes braking pressurization motor,two inhaled solenoid valve,two separate solenoid valve,four wheels of intensification and decompression solenoid valves.Through the related algorithm, preliminarily determined each signal car stability and the relationship between the lateral stability,and realize the preliminary control.Key words:Lateral stability;Yaw angles;Understeer;Steering overmuch;Braking;Electromagnetic valve目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1侧向稳定性控制器的研究意义 (1)1.2侧向稳定性控制器的优点 (1)1.3国内、外的现状 (2)1.4研究内容 (2)第2章侧向稳定性控制器的结构原理和控制方法 (4)2.1汽车侧向稳定性控制器的结构组成 (4)2.1.1汽车侧向稳定性控制系统的工作原理 (4)2.1.2侧向稳定性控制车轮制动原理 (6)2.1.3质心侧偏角速度与汽车稳定性控制的联系 (6)2.1.4横摆角与汽车稳定性控制的联系 (7)2.2横摆角速度、质心侧偏角与汽车稳定性的控制策略 (8)2.2.1阀门值βΔ和Y+、Y-的确定 (9)2.3控制算法设定占空比 (11)2.4本章小结 (11)第3章硬件系统的选择与设计 (12)3.1控制器硬件系统概要 (12)3.2传感器的选择与电路设计 (13)3.2.1轮速传感器的选择与电路设计 (13)3.2.2方向盘转角传感器的选择 (14)3.2.3横摆角和G传感器总成的选择 (15)3.3液压电磁阀回路系统 (15)3.3.1液压控制单元结构 (15)3.3.2液压电磁阀控制回路 (16)3.3.3驱动电路的设计 (17)3.3.4驱动电路图 (18)3.4飞思卡尔MC9S12XS128单片机 (18)3.4.1飞思卡尔S12芯片A/D转化模块特点: (19)3.4.2PWM的主要特点 (19)3.5本章小结 (20)第4章软件设计 (21)4.1软件设计总体思路 (21)4.2方向盘转角(前轮转角)信号的采集 (22)4.3横摆角信号与侧向加速度信号的采集 (22)4.4轮速信号采集 (23)4.5PWM寄存器设置 (24)4.6判断稳定系控制程序的编写 (25)4.7本章小结 (28)第5章实验与分析 (29)5.1程序的下载 (29)5.2测试A/D、PWM和I/O (32)5.3侧向稳定性控制的实验 (32)5.4实验分析和结论 (34)5.5本章小结 (35)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第1章绪论1.1侧向稳定性控制器的研究意义在汽车数量急剧增长的今天,汽车安全性能越来中重要了,随着汽车使用率的增加,汽车交通事故率也随之直线上升。

车辆稳定性控制系统(ESP)研究报告

车辆稳定性控制系统(ESP)研究报告

ESP研究报告一、什么是ESPESP:Electronic Stability Program,即车辆稳定性控制系统,该系统是通过适当的车姿调整(通过合理分配纵向和侧向轮胎力,精确控制极限附着情况下的汽车动力学行为使汽车在物理极限内最大限度按照驾驶员的意愿行驶)和发动机的调节来控制汽车,使其能达到驾驶员想要的操作意图,能在驱动、驾驶、制动、弯路及变线过程中,保持车辆的稳定及安全,被公认为汽车安全技术中继安全带,安全气囊,ABS之后的又一项里程碑式的突破。

二、ESP的功能ESP包括如下功能:ØABS:ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM,制动防抱死系统ØASR:ANTI-SLIP REGULATION,驱动力控制系统,也称TCSØESC:ELECTRICA STABILITY CONTROL,电子稳定性控制系统二、ESP的功能ABS功能介绍及控制原理:该系统叫做制动防抱死系统,是在汽车进行制动时,防止车轮抱死,使轮胎与地面之间的附着系数达到最佳值,保证最大的制动力的同时,还需要保证具有一定的测向附着力,该系统具有以下的优点:Ø最短的制动距离;Ø制动时具有转向能力;Ø制动稳定性好;Ø减少轮胎磨损;Ø减少浮滑现象。

ASR功能介绍及控制原理:该系统叫做驱动力控制系统,又称循迹控制系统,汽车在起步或急加速时,驱动轮会出现打滑,在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险,ASR依靠传感器感应驱动轮与从动轮之间的转速差来判断驱动轮是否处于打滑状态,如出现打滑,则ASR ECU会向发动机输出指令,调节点火时间,减小节气门开度,减小油门,降档或对车轮进行制动,使车轮不再打滑,该系统具有以下优点:Ø提高汽车行驶稳定性;Ø提高加速性能;Ø提高爬坡能力。

ESC功能介绍及控制原理:该系统是在整车运动过程中,通过测量整车的相关参数,横摆角速度、纵向加速度、侧向加速度、发动机状态及轮胎与地面之间的纵向及横向附着系数利用率来判断整车的姿态是否处于驾驶员期望的状态中,如出现不符合的情况,将通过对部分车轮施加制动力,提供回正力矩,使整车处于最合理的姿态进行运动。

汽车侧向稳定性控制器的设计-开题报告

汽车侧向稳定性控制器的设计-开题报告
SY-025-BY-3
毕业设计开题报告
学生姓名
系部
专业、班级
指导教师姓名
职称
教授
从事 专业
是否外聘 是□√否□
题目名称
汽车侧向稳定性控制器的设计
一、课题研究现状、选题目的和意义 (一)研究现状 汽车侧向稳定性控制器的研究是从 ABS(Anti-locked Braking System)开始的。ABS 在 20 世纪 80 年代开始得到广泛应用,目前在国外已经发展成为一种非常成熟的技术。国 内对 ABS 的研究始于 80 年代初,国内研制 ABS 的单位主要有东风汽车公司、交通部重庆 公路研究所、重庆宏安 ABS 有限公司、陕西兴平 514 厂、西安公路学院等单位和部门。东 风汽车公司从 80 年代初就开始研究 ABS,是较早研究 ABS 的厂家之一,现研究工作的主要 目标是对国外的产品进行消化吸收,如将德国瓦布科公司的 ABS 装于 EQl45 型汽车上进行 各种试验。重庆公路研究所相继开发出了两代 ABS 产品,第一代 ABS 的 ECU(Electronic Control Unit)采用了 280 芯片。第二代 ABS 产品为 FKX.AC I 型,该装置的 ECU 中的 CPU 微处理器采用了美国 INTEL 公司的 MCS.96 系列 8098 单片机,但距离满足实际应用仍有 一定的差距。1998 年,重庆聚能汽车技术有限公司在国内首家推出适合中国国情的电子式 ABS 防抱装置,现已达到年产 50 万套的生产能力,是我国国内最大的 ABS 生产基地。 电子稳定程序 ESP(Electronic Stability Program)是 90 年代初由德国奔驰公司开发 的车辆稳定系统。从 1995 年至今,伴随着理论研究的不断深入和电子技术的发展,汽车 稳定性控制得到了很大的发展,并开始作为选装件安装在一些中高档轿车上。德国 BOSCH 公司一直是这方面技术的领先者,无论是 ABS/ASR(Acceleration Slip Regulation ----驱动防滑系统)还是更先进的 ESP 系统,技术上都一直处于领先地位,为国际大多数汽车 厂商供应 ABS/ASR/ESP 系统。1995 年,博世成为首家把 ESP 投入量产的公司,早在 1983 年,博世的工程师就通过优化的 ABS 控制系统来增强车辆在全力制动时的稳定性,博世在 1987 年注册了相关的专利,1991 年博世同戴姆勒-克莱斯勒公司开始联合开发该项目基地。 1995 年 3 月电子稳定控制系统开始批量生产。同年,ESP 成功用于梅赛德斯-奔驰汽车的 S 级车型上。在接下来的数年里,博世不断优化 ESP 的设计使得 ESP 开始广泛占领了轿车市 场。 目前,全球有 6 家汽车零部件制造商生产 ESP,他们是德国的博世,日本电装,日本

基于FLEXRAY通信协议的汽车线控转向控制器的研究的开题报告

基于FLEXRAY通信协议的汽车线控转向控制器的研究的开题报告

基于FLEXRAY通信协议的汽车线控转向控制器的研究的开题报告一、研究背景及意义目前,汽车线控技术已经成为现代汽车电子技术的一个重要方向。

在线控技术中,转向控制器是汽车中非常重要的一部分,其作用是控制汽车的转向,保证汽车行驶的安全性和稳定性。

传统的转向控制器使用CAN通信协议进行数据传输,但是随着汽车电子系统的不断复杂化,CAN通信协议已经不能满足较高的数据传输需求,而FLEXRAY通信协议由于具有高速、高可靠性等特点,已经开始被广泛应用于现代汽车电子系统中。

因此,本次研究旨在探究基于FLEXRAY通信协议的汽车线控转向控制器的设计与实现,以提升汽车转向控制的精度和效率,为汽车行业的发展做出贡献。

二、研究内容和方法1.研究内容(1) 基于FLEXRAY通信协议的转向控制器通信原理和数据传输方法的研究(2) 转向控制器所涉及的控制算法的研究(3) 转向控制器硬件系统架构的设计(4) 转向控制器软件系统的设计2.研究方法(1) 研究FLEXRAY通信协议,探究其在转向控制领域的应用及优势(2) 结合汽车转向控制的实际需求,设计转向控制器的硬件和软件系统(3) 利用MATLAB等软件仿真及实际测试验证转向控制器的性能和稳定性三、论文结构第一章研究背景和意义第二章 FLEXRAY通信协议的研究第三章转向控制器所涉及的控制算法及硬件架构设计第四章转向控制器软件系统设计第五章实验研究及性能测试第六章结论与展望参考文献四、研究进度计划本研究计划于2022年9月开始,于2023年6月完成。

研究进度计划如下:第一阶段(9月-12月):研究FLEXRAY通信协议,探究其在转向控制领域的应用及优势第二阶段(1月-3月):设计转向控制器的硬件和软件系统第三阶段(4月-5月):利用MATLAB等软件进行仿真测试第四阶段(6月):实验研究及性能测试,撰写论文。

五、预期成果预计本研究将达成以下成果:(1) 完成基于FLEXRAY通信协议的汽车线控转向控制器的设计和实现(2) 验证该控制器的性能和稳定性(3) 提升汽车转向控制的精度和效率,为汽车行业的发展做出贡献。

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毕业设计开题报告
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汽车侧向稳定性控制器的设计
一、课题研究现状、选题目的和意义 (一)研究现状 汽车侧向稳定性控制器的研究是从 ABS(Anti-locked Braking System)开始的。ABS 在 20 世纪 80 年代开始得到广泛应用,目前在国外已经发展成为一种非常成熟的技术。国 内对 ABS 的研究始于 80 年代初,国内研制 ABS 的单位主要有东风汽车公司、交通部重庆 公路研究所、重庆宏安 ABS 有限公司、陕西兴平 514 厂、西安公路学院等单位和部门。东 风汽车公司从 80 年代初就开始研究 ABS,是较早研究 ABS 的厂家之一,现研究工作的主要 目标是对国外的产品进行消化吸收,如将德国瓦布科公司的 ABS 装于 EQl45 型汽车上进行 各种试验。重庆公路研究所相继开发出了两代 ABS 产品,第一代 ABS 的 ECU(Electronic Control Unit)采用了 280 芯片。第二代 ABS 产品为 FKX.AC I 型,该装置的 ECU 中的 CPU 微处理器采用了美国 INTEL 公司的 MCS.96 系列 8098 单片机,但距离满足实际应用仍有 一定的差距。1998 年,重庆聚能汽车技术有限公司在国内首家推出适合中国国情的电子式 ABS 防抱装置,现已达到年产 50 万套的生产能力,是我国国内最大的 ABS 生产基地。 电子稳定程序 ESP(Electronic Stability Program)是 90 年代初由德国奔驰公司开发 的车辆稳定系统。从 1995 年至今,伴随着理论研究的不断深入和电子技术的发展,汽车 稳定性控制得到了很大的发展,并开始作为选装件安装在一些中高档轿车上。德国 BOSCH 公司一直是这方面技术的领先者,无论是 ABS/ASR(Acceleration Slip Regulation ----驱动防滑系统)还是更先进的 ESP 系统,技术上都一直处于领先地位,为国际大多数汽车 厂商供应 ABS/ASR/ESP 系统。1995 年,博世成为首家把 ESP 投入量产的公司,早在 1983 年,博世的工程师就通过优化的 ABS 控制系统来增强车辆在全力制动时的稳定性,博世在 1987 年注册了相关的专利,1991 年博世同戴姆勒-克莱斯勒公司开始联合开发该项目基地。 1995 年 3 月电子稳定控制系统开始批量生产。同年,ESP 成功用于梅赛德斯-奔驰汽车的 S 级车型上。在接下来的数年里,博世不断优化 ESP 的设计使得 ESP 开始广泛占领了轿车市 场。 目前,全球有 6 家汽车零部件制造商生产 ESP,他们是德国的博世,日本电装,日本 爱信精工,德国大陆 Teves,美国德尔福,美国 TRW。
7、程序编制
5、硬件电路的测试
8、软件测试
9、ESP 系统测试与实验
1、本次设计的主要技术指标:①适用于轻型车;②利用横摆角速度、车速传感器、 车轮角速度传感器等,利用差动制动实现汽车横摆力矩稳定性控制。
(二)选题的目的、意义 由于中国在汽车电子方面起步较晚,大多汽车电子控制系统都是借鉴或者直接引用外 国的产品和技术,因此我们的设计基本都处在模仿的阶段。本次课题就是基于单片机、横 摆角速度传感仪,车轮角速度传感仪、车速传感器等,实现 ESP 的部分功能。 通过查看汽车事故原因的统计和分析结果不难发现,很多重大交通事故中,车辆往往 由于在极端环境下车轮失去与地面的附着力而导致失控,例如在紧急避让过程中,突然遇 到湿滑、油污路面,或者在过弯当中车速过快而导致的转向不足和转向过度,都有可能让 车辆失控。如果汽车装有汽车侧向稳定性控制器(ESP),将会大大减少汽车事故发生率, 极大的提高汽车在各种路况下的安全行驶性能。ESP(电子稳定系统)通过传感器得知车辆 的抱死情况、车辆的横摆惯量(简单理解为车身倾侧的程度),当车辆出现失控趋势时,对 特定的车轮给予额外的制运力,甚至通过调整车辆的牵引力,务求以最大的程度保持住车 轮的附着力。在 ESP 的默默工作下,车辆遇到险情时往往能够化险为夷。对于普通驾驶者 而言,ESP 自然显得格外重要。 当汽车进行蛇形线路测试的时候就可以有效避免汽车的翻转。ESP 系统不仅仅是在干 燥路面上提高了汽车的稳定性,还可以在路面附着性比较差的时候,诸如结冰、湿滑,以 及碎石等情况下起作用。在上述不利状况下,车轮与路面之问的附着力降低,即使是最好 的驾驶员也很难将高速行驶的汽车保持在预定的路线上,汽车容易发生侧滑和跑偏,失去 方向稳定性,甚至在急转弯的时候发生翻车事故,这时就需要一个可靠的汽车侧向稳定性 控制器(ESP)来为驾驶员和乘客的安全保驾护航了。 二、设计(论文)的基本内容、拟解决的主要问题 (一)研究的基本内容 1、研究汽车侧向稳定性控制器的硬件结构和软件驱动原理,了解各个传感器(横摆 角速度传感器、车速传感器、车轮角速度传感器、方向盘转角传感器)、执行器(ABS 泵电 磁阀)的功能、驱动方法(电压、电流、频率范围)等。 2、设计合适的系统扩展电路,计算各个传感器和单片机的接口电路并且制作电路。 3、针对汽车侧向稳定性控制器的设计要求,设计以单片机为核心的制动控制系统, 编写控制程序。
国内汽车稳定性控制的研究还处在起步阶段,只有少数学者从事控制方法的仿真研 究,而且由于缺少试验条件,研究还不十分深入,现在吉林大学、清华大学、上海交大、 西北工大等高校和中国重汽集团、上海大众汽车制造公司等企业也在开展相关的研究工 作。东南大学车辆工程系对 ESP 系统的控制策略和其硬件实现进行了相关研究,并用 TMS320F2812 系统实现了对车辆的 ESP 控制。
4、开发完成软件和硬件控制器,进行技术指标的针对性的试验。 (二)拟解决的主要问题 1、对传感器与单片机接口电路的制作。 2、软件编程。
三、技术路线(研究方法)
1、确定本次设计 ESP 的技术指标
硬件
2、完成功能指标的硬件与软件分工
软件
3、传感器接口电路的设计
6、软件结构设计
4、传感器接口电路的制作
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