(卓工)汽车横纵向动力学建模及操纵稳定性仿真文献综述

 2022-11-25 03:11

文 献 综 述

1.研究背景与意义

当今世界,计算机、自动化、电子通信等技术处于快速发展时期,这大幅推动了全球汽车产业的快速升级,汽车技术开始与相关技术融合,逐渐成为了一项不断发展的综合技术。其中,随着电子技术特别是大规模集成电路和微型电子计算机技术的高速发展,汽车的电子化程度越来越高。汽车电气与电子技术不断地变化和进步,发展出了许多更安全、更便利、更高效的控制模块和控制技术,汽车电子电气架构也在这一过程中得到了不断的优化和提高。VCU整车控制单元、BCM车身控制器、底盘电子控制等的出现意味着汽车技术开始步入电子伺服控制系统阶段。

车辆行驶过程具有复杂的运动关系,其中包括横向、竖向等运动形式,为了减小或消除这些运动形式之间的相互影响,在汽车先进化、智能化的过程中,产生了诸多横向、纵向的重要控制模块,如主动悬架控制、转向控制(含EPS)、制动控制(ABS、AEB)、稳定性控制(ESP)等,其中,主动悬架控制能够使悬架系统始终处于最佳减振状态,控制车身高度,提高通过性,兼顾汽车的平顺性与操纵稳定性;ABS防抱死制动系统在汽车制动时,自动控制制动器制动力的大小,使车轮不被抱死,处于边滚边滑(滑移率在20%左右)的状态,以保证车轮与地面的附着力在最大值;AEB是一种汽车主动安全技术,它采用雷达测出安全距离警报提示,并能自动启动,使汽车自动制动;ESP车身电子稳定系统能够在提升车辆的操控表现的同时有效地防止汽车达到其动态极限时失控,提升车辆的安全性和操控性。分析汽车横向、竖向动力学特性,研究和提升各类重要运动控制模块的性能和功能,并从线控底盘方向研究其控制架构、控制功能优化路线与优化方案,对于提升车辆的操纵性、安全性、稳定性,促进汽车工业的发展和升级有着尤为重要的意义。

2. 国内外研究现状

2.1 国内研究现状

北京理工大学的关超文建立了包含轮胎非线性特性在内的非线性七自由度模型,对车辆典型工况及全工况下转向特性及转向姿态进行分析,通过理论分析和实验验证,验证了非线性七自由度模型的仿真精度,论述了车辆横向动力学系统二阶极点描述方法,并利用极点法获得了车辆转向特性的判别条件、随整车总体参数变化的影响规律。

山东理工大学的李少廷、徐家川在simulink环境下对汽车防抱死制动系统(ABS)进行数学建模,采用基于车轮加、减速度门限值及参考滑移率的控制策略,控制器以车轮的角加、减速度和滑移率的大小为输入,根据输入值的大小控制器输出相应的信号给制动模型,进而对轮速和滑移率进行调节,使其在理想范围内。对汽车ABS模型进行仿真研究,通过得出的仿真曲线,验证了ABS制动系统拥有良好的制动性和操纵性。

青岛澳柯玛专用车有限公司和山东双全电机有限公司的吕建龙、张兴起、程济秋、范佃英对新能源汽车的VCU整车控制策略进行了研究探讨,发现以VCU为主节点,通过高速CAN总线的分布式动力系统控制网络,VCU可以对整车动力链的各个环节进行管理、协调和监控,提高整车能量利用效率,确保车辆的安全性和可靠性,为新能源物流车整车性能控制提供了理论依据,对整车控制设计与优化具有指导作用。

厦门博电电子有限公司的钟锦华对汽车车身电子控制器平台化开发进行了研究,结合目前各汽车厂商对车身控制器的功能需求,以功能最大化,模块化的设计思路进行了硬件的具体设计。在实际使用时,平台化车身控制器可根据不同应用需求,进行功能扩展或裁剪,具有移植性好,通用性强的特点。其所述方案开发的车身控制器目前已经过早期的研发测试,实验室台架论证,正在进行实车试装验证,经测试其性能稳定,功能可靠。平台化开发的车身控制器可大大缩短开发周期,降低开发成本。

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