基于模糊控制策略的汽车ESP建模仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽1l实用技术2013年第3划设计研究AUT0MOBILEAPPLIEDTECHNOLOGY2Ol3NO．3基于模糊控制策略的汽车ESP建模仿真李海辉，姚丁茂，史季青，张淼，何海浪(长安大学，陕西西安710064)摘要：汽车电子稳定系统(electronicstabilityprogram，ESP)是汽车主动安全系统，能够很好的提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性。该文针对ESP系统的特性，在Matlab／simulink中建立了魔术公式轮胎模型、七自由度车辆模型和车辆参考模型，选取车辆横摆角

2、速度作为控制变量，设计了模糊控制器，并对某款车型进行了仿真研究。结果表明横摆角速度模糊控制器能够对汽车进行很好的控制，提高了汽车的稳定性和安全性。关键词：ESP；模糊控制；建模仿真中图分类号：U463．2文献标识码：A文章编号：1671—7988(2013)03—36—03SimulationofFuzzyControllingforAutomobileESPLiHaihui，YaoDingmao，ShiJiqing，ZhangMiao，HeHailang(Chang’anUniversity,ShaanxiXi’an710

3、064)Abstract：Theelectronicstabilityprogram(ESP)wasanactivesafetysystemwhichcouldimprovethestabilityandsafetyofthevehicle．Accordingtotheelectronicstabilityprogramcharacteristics，TheMagicFormulatiremodel，sevenDOFvehiclemodelanditsreferencemodelwerebuilt．Thesynthesize

4、dfeedbackcontrolofvehicleyawratewasdesignedbasedonfuzzycontrolprinciple．Theresultsshowthatthedesignedcontrollercaneffectivelyenhancethestabilityandsafetybycontrollingyawrate．Keywords：electronicstabilityprogram(ESP)；fuzzycontrol；simulationCLCNO．：U463．2DocumentCode：A

5、ArticleID：1671-7988(2O13)03-36-03提高汽车在极限操纵情况下的操纵稳定性和行驶安引言全性。目前，国内对汽车ESP的研究大多处于理论汽车在高速或低附着系数路面上转向行驶或受探索阶段，还没有成熟的产品问世。本文通过对车到侧向干扰时，轮胎与地面的侧向附着系数很容易辆模型进行简化，建立车辆动力学仿真模型，应用模糊控制理论设计了横摆角速度反馈控制器，并进达到附着极限而发生侧滑，使车辆丧失操纵稳定性，行了仿真分析。进而引发交通事故。EsP一一汽车电子稳定性控制系统正是为了应对这一情况而研发的车辆主动安全1、

6、仿真模型的建立控制系统。ESP系统能根据驾驶员的操作意图、路面状况及汽车运行状态控制车辆运动，从而有效地为了进行汽车动力学的仿真分析，本研究分别建立了轮胎模型，整车模型以及参考模型，并且用作者简介：李海辉，硕士研究生，就读于长安大学。图形建模的方法转化为仿真模型。学兔兔www.xuetutu.com2013年第3期李海辉等：基于模糊控制策略的汽车ESP建模仿真371．1轮胎模型(+)sin~o++(3)采用魔术公式(H．B．Pacejka模型)建立轮胎模型。魔术公式是用三角函数组合公式拟合轮胎实整车横向运动方程验数据，用一套

7、形式相同的公式就可以完整地表达(1，+1，)=(+)sinq~+轮胎的纵向力F、侧向力FY、回正力矩M、翻转力矩M、阻力矩M以及纵向力、侧向力的联合作+F)cos~o+F“+Fyrr4用工况。此外，由于魔术公式基于实验数据，除了横摆运动方程在实验范围的高精度外，甚至在极限值以外一定程‘1度仍可使用，可以对有限工况进行外推且具有较好IzWf=毋一F)costpd+呼+F咖)sinq~a+的置信度。1魔术公式的表达式为：(+)costa+去(一)sin一J，()=D(sin{Carctang~(x+Sh)(1一E)+Earcta

8、ng3(x+S】}+(1)1(+)6一‘(，一)(5)计入路面附着系数对侧向力的影响，则式(1)可改写为：车轮运动方程=／．tDsin{5／4一／4)Carctan[(2一)(+Sh)(1一E)IW=一+FxfR(i=，，rl，rr)(6)+Earctan((2一．“)(+^))]}+(2