esp课程论文

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基于模糊控制技术的汽车ESP系统综合反馈控制
摘要:对汽车ESP系统控制方法进行了分析,提出了以模糊控制技术为核心的横摆角速度和质心侧偏角综合反馈控制方法。

考虑了轮胎的非线性特性对汽车转向特性与行驶稳定性的重要影响,考虑非线性轮胎模型(魔术公式),建立了二自由度四轮汽车模型及汽车参考模型运用模糊控制原理,设计了模糊控制器,并基于matlab进行了控制仿真,仿真结果表明:这种控制方法可以很好地控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角,提高汽车的侧向稳定性。

关键词:模糊控制;综合反馈控制;ESP;横摆角速度;质心偏侧角一基于模糊控制技术的横摆角速度和质心侧偏角的综合反馈控制ESP控制的任务,即稳定性控制与轨迹保持,一般而言稳定性由横摆角速度来描述,而轨迹问题可以由汽车的质心侧偏角来描述。

两个控制变量是相互耦合的。

基于此,现提出控制系统横摆角速度和质心侧偏角综合控制,通过实际车辆与汽车参考模型输出值比较,设计了横摆角速度和质心侧偏角两个模糊控制器,对汽车侧向稳定性进行了综合控制。

其控制框图如下图1所示:
图1横摆角速度和质心侧偏角综合反馈控制框图
把两个控制的输出信号经过加权并相加后,就得到控制信号,即
式中,u为控制器总输出;u1,w1为横摆角速度模糊控制器输出及其加权因子;u2,w2为质心侧偏角模糊控制器输出及其加权因子。

二二自由度汽车模型
为了研究汽车ESP控制系统的动力学特性,建立一个二自由度的四轮汽车模型。

图2二自由度四轮汽车模型
故得出汽车运动微分方程如下:
汽车的参考模型一般选用二自由度线性单轨模型,可以由上面的二自由度模型进一步简化得到二自由度线性单轨模型轮胎侧偏特性处于线性范围内。

考虑到角较小,参考模型运动方程可表述为:
其中有如下转换公式:
故可算出线性二自由度单轨模型的传递函数为:
三二自由度参考模型
参考模型可写成如下形式:
1=0
四模糊控制器的设计
1 模糊控制器结构框图
2 控制规则表
五 Simulink仿真
1 二自由度汽车模型
2 参考模型
3 整体模型如下
六仿真结果
控制前仿真图
控制后仿真图
七结论
从仿真图上是可以看出控制后的图形变化范围比控制前有较大程度上的减小的,说以控制是有一定的效果。

参考文献
[1] 刘仁志.ESP对汽车转向的控制策略与仿真.硕士学位论文,吉林大学,2009
[2] 杨曹刚.汽车ESP故障诊断方法及其控制策略的研究.硕士学位论文,吉林大学,2012
[3] 余志生.汽车理论,清华大学,第五版.。