汽车电子稳定程序ESP(Electronic Stability Program)是一种汽车主动安全控制技术,可以辅助驾驶员对汽车动力学响应进行控制。汽车电子稳定程序通过调控车轮的制动力和发动机的输出力矩来控制汽车的不足转向和过度转向,从而将横摆角速度和质心侧偏角限制在稳定范围内,协助驾驶员在极限工况下稳定行驶,防止汽车出现失稳危险。随着人们安全意识的不断提高,对汽车稳定性控制系统的研究意义深远。本文首先针对汽车ESP控制系统控制原理的进行研究,在MATLAB/Simulink软件中建立了七自由度整车动力学模型、“刷子”轮胎模型及线性二自由度汽车参考模型,并对模型进行仿真验证。接着为简化ESP控制系统结构,提高控制系统在不同路面附着系数下的控制效率,设计了基于卡尔曼滤波和最小二乘法相结合的路面附着系数识别算法。然后通过对汽车ESP控制系统的理论分析,确定了系统的控制状态变量及期望值;构建了上、下两层的分层协调控制系统的总体结构,同时,基于滑模控制理论分别设计了以横摆角速度、质心侧偏角以及两者联合为控制变量的汽车稳定控制系统上层滑模控制器,以及底层的单轮制动力矩分配方案;基于CarSim—MATLAB/Simulink搭建联合仿真平台,通过典型工况的仿真分析,验证所设计的汽车ESP系统控制策略的正确性和有效性。最后,基于NI-PXI实时系统搭建汽车ESP系统硬件在环试验台,在试验台上进行硬件在环试验,验证所提出的控制策略的正确性。