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。

三、课题研究的方法及措施

（1）先收集与设计有关的各种资料

（2）在以上的基础上学习与课题有关的各种知识，并掌握课题中以前不懂的知识，理论

（3）在以上2点的基础上对课题的电路进行初步的设计，并用MATLAB、SIMULINK软件进行仿真

（4）根据仿真的结果，如果结果错误先自己该正，不行再在导师的指导下改进

（5）记录实验结果，并总结实验

四、课题研究进度计划

毕业设计期限：自2011年3月1日至2011年5月29日。

第一阶段（自2011年3月1日至2011年3月19日）：分析任务，收集资料，系统总体方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。

第二阶段（自2011年3月10日至2011年5月29日）：设计与写论文，算法研究及软件程序设计，撰写设计报告与论文。

第三阶段（自2011年5月29日至2011年6月10日）：算法完善，论文修改，准备答辩。

五、参考文献

[1]周红妮, 陶健民. 质心侧偏角和横摆角速度对车辆稳定性的影响研究[J].湖北汽车工业学院2008

[2]程李剑峰高利靳宇伟.车辆横摆角速度跟踪控制方法[n].农业机械学报38卷7期

[3]胡爱军吕宝占王朝晖. 基于行驶状态反馈的电动助力转向( EPS)系统控制策略研究河南理工大

学机械与动力工程学院.洛阳拖拉机研究所有限公司. (2010)

[4] 陈雯, 张竹林基于Ma tlab /S imulink的四轮转向汽车操纵稳定性仿真[n] 山东交学院汽车工

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[5] 疏祥林李以农基于横摆角速度的汽车系统模糊反馈控制方法[n] 安徽交通职业技学院重庆大

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[6] Junjie He, David A. Crolla, Martin C. Levesley ，etc，Integrated Active Steering and VariableTorque

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[7] Werner Harter, Wolfgang Pfeiffer，etc，Future Electrical Steering Systems:Realizations with Safety

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[9] 余卓平，赵治国，陈慧，主动前轮转向对汽车稳定性能的影响，中国机械工程，2005.4

[10]余志生主编，汽车理论，机械工业出版社，2000 年10 月（第3 版）