汽车ESP系统联合控制仿真研究.pdf

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1、第5l卷第8期V01．51No．8农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2013年8月August2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．08．011汽车ESP系统联合控制仿真研究张丽霞，孙杨，潘福全，陈肖媛(266520山东省青岛市青岛理工大学汽车与交通学院)【摘要]在MATLAB，sIMuuNK中建立了汽车理想二自由度参考模型，得到汽车的理想横摆角速度和理想质心侧偏角，针对汽车ESP系统非线性、时变的特点。在MAlrI^B，SIMUuNK环境下设计基于横摆角速度和质心侧偏角反

2、馈控制的PID控制器和模糊控制器的仿真模型，进行汽车ESP系统的仿真研究。仿真结果表明，通过ESP控制系统。汽车的横摆角速度和质心侧偏角被限定在一个比较小的范围内变化。汽车的稳定性得到显著改善。[关键词】电子稳定程序；PID控制：模糊控制：仿真[中图分类号】U463．33[文献标志码]A[文章编号】1673—3142(2013)08-0039-04TheVehicleESPSystemJointControlSimulationZhangLixia，SunYang，PanFuquan，ChenXiaoyuan(SchoolofAutomobileandTraffic，Qin

3、gdaoTechnologicalUniversity，QingdaoCity，ShandongProvince266520。China)【Abstract]ReferencemodelCarofidealtwo-degree-of-freedomisestablishedinMATLAB／SIMULINKsoftware，andtheidealcaryawrateandsideslip蛐glearegot．Forthenonlinearandtime-varyingcharacteristicsofthecarESPsystem，PIDcontroHerandfuryco

4、ntrofieraredesignedbasedontheyawrateandthesideslipanshfeedbackcontrol，thenESPsystemsimulationforautomotiveiscarriedout．Simulationresultsshowthatvehicleyawrateandthesideslipanglearelimitedtoarelativelysmallrangeofvariation，helpingtoimprovethevehicle'slateralstability．[Keywords】electronicsta

5、bilityprogram；PIDcontrols；fuzzycontrols；simulation0引言ESP系统是建立在汽车制动防抱死(ABS)和驱动防滑控制系统(ASR)之上的新型汽车主动安全装置。ESP系统通过增加的横摆角速度传感器、侧向加速度传感器和方向盘转角传感器实时监测汽车的状态和驾驶员的需求．主动分析、判断汽车行驶姿态的变化，纠正错误的驾驶，尤其是对低附着路面上高速行驶的汽车侧向稳定性有着很好的控制，从而能保证汽车的行驶安全【11。1汽车模型的建立1．1整车动力学模型由于汽车是一个复杂的机械系统。所以本文采用较先进的计算机自动建模的方法，在ADAMS／CAR

6、界面下建立的汽车整车模型。能够建立直观的实体模型。反映汽车的动力学特性。需要建立的汽车子系统模型包括：前后悬架子系统、转向子系统、发动机子系统、前后轮子系统、制动收稿日期：2013-05—13修回13期：2013-06-29子系统和车身子系统模型等[2-31。对建立的子系统经过整车装配得到整车模型．然后进行漂移仿真试验证明此模型是正确的。1．2汽车二自由度参考模型进行ESP系统仿真研究时．整个车身可视为一个整体。整车可简化为一个沿Y轴的侧向运动及绕z轴的横摆运动的二自由度汽车模型(参见图1)，分析时并作如下假设㈣：圈1理想二自由度汽车参考模型Fig．1Uneartwo-de

7、gree-of-freedomvehiclemodeldiagram1)忽略汽车转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入，并认为左、右轮转角相同；2)忽略汽车悬架系统的作用，认为汽车只平农业装备与车辆工程2013年行于地面的运动；3)汽车沿茗轴的前进速度视为定值；4)汽车绕Y轴的俯仰角和绕菇轴的侧倾角均为0。可以得到汽车的运动方程为：@。“2净}似广bk2№，-kl溉心+心啡)％似1—6I

8、}2烨}(口kl-b．

9、}2wr-okl8=／zw,式中：m—一汽车质量；J

10、I。、．

11、}：——前后轮的侧偏刚度，争—-前轮转角