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基于ADAMS和MATLAB的汽车ESP系统的联合仿真

作　者: 仇建华
导　师: 陈丁跃
学　校: 长安大学
专　业: 车辆工程
关键词: ESP ADAMS/Car 横摆角速度 质心侧偏角 模糊控制 联合仿真
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 678次
引　用: 6次
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内容摘要


ESP即电子稳定系统是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国BOSCH公司和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统,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AYC(Active Yaw Control)等基本功能的组合。汽车在高速或低附着系数路面上转向行驶时,由于容易受到转向或外界干扰的影响,侧向附着力容易达到附着极限,使汽车丧失动力学稳定性,从而导致了交通事故发生的可能性。ESP—汽车电子稳定系统主要在此极限工况下工作,通过对车轮主动实施制动,来改善汽车的操纵稳定性,从而保证了汽车行驶的稳定性和安全性。本文首先采用ADAMS/Car建立了汽车整车模型,并对模型进行了仿真分析与验证,为汽车电子稳定系统(ESP)的研究提供正确的汽车模型；应用MATLAB/simulink建立汽车二自由度模型,得到反映不同车速和转角下汽车理想横摆角速度和质心侧偏角；针对汽车行驶稳定性控制系统的非线性变化特点选择了鲁棒性强的模糊控制方法和PID控制方法对其进行研究。以横摆角速度和质心侧偏角的误差及误差变化率为输入,把汽车从不稳定的状态恢复到稳定状态所需要的制动器力矩作为输出,建立了模糊控制器和PID控制器,将控制器和汽车模型在MATLAB/simulink平台上联合起来,对汽车进行转向盘阶跃虚拟试验、单移线和蛇形穿越虚拟道路试验。仿真实验结果表明,有ESP系统的汽车其路径保持能力较好,其横摆角速度和质心侧偏角都能得到很好的控制,ESP系统改善了汽车操纵稳定性和行驶稳定性,提高了汽车主动安全性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 研究ESP系统的背景及意义  9-11
    1.1.1 各主动安全系统介绍  9-10
    1.1.2 ESP系统与ABS和ASR系统比较  10-11
  1.2 ESP系统国内外研究现状  11-12
  1.3 ESP系统关键技术  12-13
  1.4 本文主要研究工作  13-14
  1.5 本章小结  14-15
第二章 ESP系统的基本理论  15-20
  2.1 ESP的结构组成及工作过程  15-16
    2.1.1 ESP系统结构组成  15-16
    2.1.2 ESP系统工作过程  16
  2.2 ESP系统的作用与特点  16-18
  2.3 ESP系统的控制策略分析  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第三章 相关软件介绍及ADAMS/Car整车模型建立  20-34
  3.1 ADAMS/Car概述  21
  3.2 ADAMS/controls简介  21-22
  3.3 MATLAB/simulink介绍  22-23
  3.4 利用两个软件实现控制联合仿真  23
  3.5 在ADAMS/CAR中建立整车模型  23-31
  3.6 汽车参考模型  31-32
  3.7 联合仿真输入、输出变量的选取  32-33
  3.8 本章小结  33-34
第四章 ESP系统控制策略研究  34-46
  4.1 汽车ESP控制系统的分析  34-36
  4.2 模糊控制  36-43
    4.2.1 模糊控制概述  36-37
    4.2.2 模糊控制的基本原理  37-38
    4.2.3 模糊控制规则  38-39
    4.2.4 模糊控制器结构  39-40
    4.2.5 模糊控制器设计  40-43
  4.3 PID控制  43-45
    4.3.1 PID控制概述  43
    4.3.2 PID控制器的设计  43-44
    4.3.3 PID参数的整定  44-45
  4.4 本章小结  45-46
第五章 ADAMS和MATLAB联合仿真  46-55
  5.1 联合仿真概述  46
  5.2 导入ADAMS子系统模型  46-48
  5.3 基于模糊控制及PID的ESP仿真模块的建立、仿真分析  48-54
    5.3.1 ESP仿真模块的建立  48-49
    5.3.2 阶跃仿真条件  49
    5.3.3 阶跃仿真结果分析  49-51
    5.3.4 单移线仿真条件  51
    5.3.5 单移线仿真结果分析  51-52
    5.3.6 蛇形穿越仿真条件  52-53
    5.3.7 蛇形穿越仿真结果分析  53-54
  5.4 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-59
致谢  59

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 电气设备及附件
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