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随着经济、社会的快速发展,消费者对于汽车行驶安全性的要求越来越高,因此,现代汽车技术研究的重点是汽车行驶安全性。汽车主动安全控制技术ESP能够有效的保证汽车的行驶安全。ESP系统是采用汽车的实际运行状态与理想运行状态的误差反馈来决策汽车的横摆力矩,并通过差动制动或对发动机的控制实现对汽车横摆运动的调节,使汽车具有良好的操纵性和稳定性。ESP系统主要包括传统制动系统、液压调节器、电子控制单元ECU及传感器等。
本文对汽车ESP系统的关键部件--ESP液压集成控制单元进行设计和建模仿真。深入分析其内部机理及各参数对其整体液压系统性能的影响,并建立整车模型,利用AMESim、ADAMS和MATLAB联合仿真技术建立整车ESP控制系统,对ESP液压系统及操纵稳定性进行深入研究。本文主要研究内容包括:
(1)根据ESP液压集成控制单元的工作原理,深入分析其内部结构,并查阅液压设计手册及相关资料设计出ESP液压集成块,然后运用计算流体动力学方法对其内部管路液流特性进行数值模拟。
(2)深入分析ESP液压集成控制系统各部分的数学模型,在AMESim中建立ESP液压集成控制系统的模型,研究ESP液压集成控制系统各部分的参数对系统液压动态特性的影响,为汽车ESP液压集成控制单元的设计制造提供一定的参考和理论依据。
(3)在ADAMS／Car中建立整车系统模型,并建立经典的二自由度参考车辆模型,用于估计车辆的理想横摆角速度和质心侧偏角,通过整车模型和参考车辆模型建立ESP整车系统模型。
(4)分析ESP系统的控制策略,主要研究基于滑移率PID控制和横摆角速度PID控制的ESP控制系统。利用ADAMS／Car中建立的整车模型,AMESim中建立的液压系统模型,在MATLAB／Simulink中建立控制算法,建立基于横摆角速度PID控制的ESP控制系统联合仿真模型。联合仿真结果表明所设计的控制系统模型能很好的提高汽车的行驶稳定性,为ESP液压集成控制系统和整车稳定性控制的研究提供了一种良好的平台。