论文部分内容阅读
悬架系统和转向系统是汽车底盘的重要组成部分,其性能直接关系到车辆行驶过程中的操纵稳定性、行驶平顺性和主动安全性。而主动横向稳定杆(ARS)和主动前轮转向(AFS)分别是近年来兴起的一类悬架控制系统和转向控制系统。主动前轮转向通过实时改变车辆转向传动比,有效提高了车辆的操稳性和安全性;主动横向稳定杆作为悬架控制的一种类型通过实时产生的抗侧倾力矩降低车辆的车身侧倾角。悬架系统和转向系统的集成控制是车辆底盘集成控制的重要研究方向,本文正是在此背景下,展开对主动横向稳定杆和主动前轮转向的协调控制系统研究。本文首先建立了包括主动横向稳定杆和主动前轮转向系统的动力学模型,转向工况下的整车非线性三自由度动力学模型以及轮胎模型,然后在MATLAB/Simulink软件中建立了仿真模型,并利用车辆系统动力学软件CarSim对所建的车辆模型进行了仿真对比。其次,详细分析了影响汽车侧倾稳定性的因素,并对ARS子系统的控制策略进行了设计和仿真,仿真结果表明主动横向稳定杆能够有效提高车辆的侧倾稳定性。为了研究ARS对平顺性的影响,本章还针对ARS和主动悬架进行了联合控制研究,研究结果表明联合控制能够有效改善汽车侧倾稳定性和行驶平顺性,但对于汽车横摆稳定性改善不足。然后,对AFS系统理想变传动比曲线和变传动比规律进行了设计和分析研究,并阐述了车辆稳定性控制以及基于整车线性二自由度模型对车辆理想横摆角速度进行了计算。同时设计了AFS控制模块,并对AFS系统进行了计算机仿真分析,仿真结果表明该控制方法有效提高了汽车的横摆稳定性和主动安全性,同时也对侧倾稳定性存在一定的影响。最后,首先简要阐述了本文协调控制系统的功能,并对各子系统之间的相互影响进行了概述,然后对主动横向稳定杆和主动前轮转向系统协调控制的机理和必要性进行了研究分析,对ARS和AFS的协调控制器进行了设计,最后对ARS和AFS的集成协调控制系统进行了Simulink仿真分析,仿真结果体现了协调控制策略的有效性。