导读:本文包含了转向制动控制论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:路径,模型,主动,车辆,紧急,差动,系统。
转向制动控制论文文献综述
魏振亚,王其东,王慧然,陈无畏,梁修天[1]（2019）在《基于主动转向与差动制动协调的双级预警车道偏离防止预测控制》一文中研究指出在设计车道偏离防止系统时,为充分利用差动制动控制和主动转向控制,同时兼顾车辆行驶的安全性与驾驶员驾驶自由,提出了一种双级预警的利用主动转向与差动制动协调控制的车道偏离防止策略。当车辆危险程度较低时仅采用差动制动控制,保证驾驶员对转向盘的控制;当车辆危险程度较高时,采用预测控制实现主动转向与差动制动系统的协调控制,使车辆能快速地回到车道中心线。选取跨道时间来设计车辆偏离预警算法,并根据车辆转向系统的响应分别设定预警阈值。为保证车辆的稳定性,采用模型预测控制算法添加合理的约束,设计差动制动控制和主动转向与差动制动协调控制器。仿真与硬件在环试验结果表明,所设计的基于主动转向与差动制动协调的车道偏离防止控制策略在保证车辆行驶安全性的前提下给予了驾驶员充分的驾驶自由。(本文来源于《汽车工程》期刊2019年08期）
张不扬[2]（2019）在《基于主动转向与差动制动的四轴商用车稳定性集成控制算法开发》一文中研究指出商用车装载量大,在公路物流与矿业运输等行业中有着不可替代的作用。但其载荷大、质心高、轮距较窄、轴距长等缺点导致商用车辆极易发生侧翻与横摆稳定性事故。多轴商用车多用于运输大质量货物,其工作环境最为恶劣,因此稳定性事故发生的机率更大,一旦发生事故更会造成极其严重的财产与人员损失,其稳定性问题本应受到更多的关注与研究。但是,目前鲜有专门针对多轴商用车辆而研发的稳定性控制算法,很多研究都将多轴车辆简化成两轴车辆进行研究。但多轴商用车的特点在很多方面与两轴车辆存在明显不同,这些控制算法难以直接应用,因此开发一款专门针对多轴商用车的稳定性控制算法意义极其重大。本文依托于吉林省科技发展计划项目“基于电控制动系统的重型商用车稳定性控制”(项目编号:20170414045GH)与国家自然科学基金委员会资助项目“公路液罐车液固耦合机理与防侧翻控制研究”(项目批准号:51575224),提出了一款专门针对四轴商用车的稳定性集成控制算法。该控制算法将差动制动与主动转向按照全新的规则集成到一起,对多轴商用车的侧翻与横摆稳定进行了控制。该算法的提出填补了我国多轴车辆稳定性集成控制算法研究的空白,为多轴车辆稳定性控制器的自主研发与设计提供了理论支持,极具指导意义。论文主要进行了以下几个方面的研究工作:1、本文提出了一种多轴车辆垂向载荷建模思路,根据这一思路分别建立了叁轴与四轴车辆车轮垂向载荷模型。为了解决多轴车辆车轮垂向载荷计算中的过约束问题,本文将多轴车辆分割成几个部分,并在断开位置增加了虚拟受力。在此基础上结合简化的魔术公式(MF,Magic Formula)轮胎模型、叁自由度车辆模型的车体模型,建立了四轴车辆的整车模型,经过仿真验证该模型能够很好地表达四轴车辆行驶中的状态。车辆被分割成若干部分,各部分的质量被分开单独计算,因此该模型能够描述货物非均匀放置的车辆行驶状态。2、在实际情况中,车辆参数与状态并不便于直接获得,因此需要进行参数与状态的辨识与估计。多轴车辆垂向载荷模型的参数与车轮垂向载荷获得也同样面临这样的问题。本文在扩展卡尔滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的基础上进行了改进,增加了滑模趋近单元以提高计算速度,提出了一款新型自适应扩展卡尔曼滤波算法。同时在研究了四轴车辆参数粗略计算方法后,针对性地提出了滤波估计算法的初值自适应更新算法。在此基础上,本文建立了叁轨自适应扩展卡尔曼滤波(ATEKF,Adaptive Treble Extended Kalman Filter)同时对四轴车辆车轮垂向载荷、参数与状态进行了估计与辨识。最后再根据车辆的后部放大效应这一规律,结合仿真实验效果提出了第叁轴与第四轴垂向载荷的垂向载荷修正算法。经过与Truck Sim联合仿真验证,本文提出的ATEKF估计算法能够有效地估计出四轴商用车车轮的垂向载荷。该ATEKF算法所表现出的能力优于TEKF算法,文本提出的初值自动更新算法、垂向载荷修正算法都具有优秀表现。在ATEKF验证工况设计中,特别设置了货物集中放置的情况。ATEKF的仿真结果从侧面说明了本文提出的四轴车辆模型对货物非均匀放置的车辆运动状态描述准确,因此证明了所提出的多轴车辆车轮垂向载荷的建模思路适用于对货物非均匀放置的车辆进行建模。3、在集成控制算法的开发中最重要的问题是如何向所集成的差动制动与主动转向系统分配任务。如果能获知在当前状态下差动制动与主动转向对车辆所能产生的最大影响,对两者的协调分配具有及其重要的意义。为了了解在某一时刻两种控制方式所造成的车辆状态变化,本文提出了差动制动与主动转向所产生横摆力矩与侧向力的计算方法,并对车辆不同状态与位置参数下的控制效果进行了分析。在此基础上,分析总结出两种控制方式所能达到极限横摆力矩的计算方法,并提出了通过极限横摆力矩对差动制动与主动转向能力进行对比的方法。经验证,极限横摆力矩对比法能够用于描述差动制动与主动转向两种控制方式的能力。4、在对多轴车辆特性进行分析与总结的基础上,本文提出了一种全新的稳定性集成控制算法。该算法能够控制车辆的侧翻与横摆稳定性,并对稳定性控制中产生的轨迹偏移进行抑制,降低事故的发生率。稳定性集成控制算法的关键在于总控制量的计算与所集成子系统(差动制动与主动转向)的控制量分配。本文所建立的稳定性集成控制算法分为叁层,分别为决策层、分配层与执行层。决策层对车辆是否需要控制进行判断,并计算出所需控制总量。分配层包含分析、集成控制分配、制动力与主动转向角分配叁个部分。分析部分包含差动制动效果分析、主动转向效果分析、车辆-车道未来时刻相对位置预测叁部分;集成控制分配通过分析部分所提供信息得到比例系数对总控制量进行分配;制动力与主动转角分配根据集成控制分配的各轮控制量计算所需的目标制动力与目标主动转角。执行层则负责具体实施,控制各轮缸形成所需的目标制动压力与主动转向目标转角。在分配层分析部分,本文提出了车辆-车道相对位置预测方法,用以判断稳定性控制所产生的轨迹偏移是否需要抑制。在集成控制分配部分,本文提出了基于两种控制方式能力极限控制量的分配计算方法,通过构建比例系数,对总控制量按能力大小进行分配。本文根据车辆-车道相对位置预测的结果,在分配中引入轨迹偏移抑制因子adk,实现在对车辆进行稳定性控制的同时对车辆轨迹偏移进行抑制。在制动力与主动转角分配部分,本文同时提出了基于优化的分配方法(DO,Distribute by Optimization)、简化分配算法(SD,Simplified Distribution)两种方式对车轮目标制动力与主动转向目标转角进行了计算。经过联合仿真验证,基于这两种不同分配方法的稳定性集成控制算法都能够很好地控制车辆稳定性(载重20000kg时,最大安全初始车速在提升了27.3%后,依然能够保持车辆的稳定)。除此之外,算法能够对车辆轨迹的偏移进行有效抑制(偏移量减少20%)。5、本文根据要求搭建了多轴车辆硬件在环试验台,对所提出的稳定性集成控制算法进行了试验验证。该多轴商用车硬件在环试验台,具有叁个轴的完整制动系统硬件、制动踏板与转向盘硬件系统。制动系统气路参考实车布置,具有叁个桥控阀、两个ABS阀,6个商用车盘式制动器。经调试,该硬件在环试验台能够实现对每一个轮的单独控制,具备对本文所提出的集成控制算法验证的条件。在此基础上,本文将基于简化分配方法(SD)的稳定性集成控制算法在试验台上进行了验证。结果表明基于SD的稳定性集成控制算法具有良好的实时性与稳定性控制效果(单一工况初始最大安全车速提升47.3%),能够对车辆的轨迹偏移进行抑制(偏移量减少11.7%)。本文取得的创新性成果如下:1、针对多轴车辆车轮垂向载荷分配复杂,难以计算的问题。本文提出了一种多轴车辆垂向载荷的建模思路,通过这一思路建立垂向载荷模型,对车轮所受垂向力进行描述。此建模思路将车辆分成若干部分,能够有效削弱多轴结构过约束的影响。同时由于车辆被分割成若干部分,各部分的质量被分开单独计算,因此该建模方式还适用于对货物非均匀放置的车辆进行建模。在以该思路指导下建立的四轴车辆垂向载荷模型基础上,本文建立了四轴车辆整车模型。2、为了在稳定性控制算法中获得更为精准的各轮垂向载荷、车辆状态和参数数据,本文在传统扩展卡尔滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的基础上提出了一种全新的自适应扩展卡尔曼滤波算法,并以此为基础提出了叁轨自适应扩展卡尔曼滤波(ATEKF,Adaptive Treble Extended Kalman Filter)估计算法。经过验证,该估计算法能够使用常用的传感器准确估计多轴车辆的垂向载荷。所提出的自适应扩展卡尔曼滤波估计算法性能优于传统扩展卡尔曼滤波算法。3、目前研究中没有差动制动与主动转向的对比方法,这极其不利于对两种控制方式的集成应用。因此本文分析了差动制动与主动转向对车辆的控制效果,总结分析了两者所能形成的最大横摆力矩计算方法。并提出了一种差动制动与主动转向实时能力大小的对比方法——极限横摆力矩对比法,该方法通过对当前车辆状态下两种稳定性控制方式所能形成的极限横摆力矩进行对比来判断两者的能力大小。由于这一对比方法计算速度快,因此对比方法能够实时应用到集成控制算法当中,极具指导意义与应用价值。4、本文针对四轴商用车提出了一种稳定性集成控制算法,该算法采用全新的分配与协调策略将差动制动与主动转向进行集成,具有控制侧翻与横摆稳定性、抑制轨迹偏移叁种功能。此种协调策略简单灵活,仅通过增加侧偏抑制因子就能够实现对控制中产生轨迹偏移的抑制,通过改变系数就能够实现稳定性集成控制算法转变为单一控制算法。针对控制算法计算速度慢等缺点,本文结合前文分析提出了一种简化的车轮目标制动力与主动转向目标角度的计算方法,经联合仿真与硬件在环试验验证,该计算方法实时性强,性能优异。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
王其东,李印祥,陈无畏,赵林峰,谢有浩[3]（2019）在《基于制动转向协同控制的智能车紧急避障研究》一文中研究指出为使车辆在紧急情况下能够快速稳定地完成换道避障,本文中将车辆纵向控制和侧向控制结合在一起,综合考虑车辆在紧急制动转向避障的过程中由于路面附着条件的限制可能会造成车辆失稳问题,在上层进行避障规划过程中加入基于哈密顿能量函数的理想纵向力和侧向力分配,并搭建稳态预测动态校正驾驶员模型跟踪规划的期望路径。然后利用Matlab/Simulink搭建3自由度车辆动力学模型,并基于Carsim和Labview的硬件在环试验对理想纵向力和侧向力的分配进行验证,仿真结果表明,所计算的纵、侧向力分配规律能够在车辆紧急制动转向避障时,在较短的时间和纵向距离条件下行驶到相邻车道。最后通过实车试验进一步验证了所提出方法的有效性。(本文来源于《汽车工程》期刊2019年04期）
贾长旺,路永婕,杨绍普,张广峰[4]（2019）在《叁轴重载汽车转向制动协同控制仿真分析》一文中研究指出为提高叁轴重载汽车在转向制动工况下的安全性能,基于TruckSim汽车仿真软件,搭建了叁轴重载汽车整车模型。对叁轴汽车在转向制动工况下的力学特性进行了分析,基于分析结果设计了削减制动力的叁轴汽车转向制动协同控制器。对于车辆处于不足转向的情况,设计了滑移率分配的模糊控制器。采用TruckSim与Simulink联合仿真,对ABS控制和协同控制在转向制动工况下的控制效果进行了探讨。仿真结果表明,在转向制动工况下,与ABS控制器相比,协同控制器提高了叁轴重载汽车转向制动工况下的操纵稳定性和制动安全性。(本文来源于《重庆大学学报》期刊2019年02期）
袁伟,蒋拯民,郭应时[5]（2019）在《制动与转向协调动作的车辆避撞控制研究》一文中研究指出为了弥补现有汽车避撞控制策略以及碰撞风险评价指标单一的不足,提出转向和制动协调的主动避撞控制系统。首先规划了五次多项式换道路径,在对其理论分析的基础上得到转向临界避撞距离和与目标车道车辆的安全距离约束。其次,考虑道路附着系数和系统延迟的影响,基于制动过程给出制动临界避撞距离,并以纵向行驶安全系数ξ和碰撞时间倒数T■划分安全行驶区域,利用驾驶人实车跟车数据标定稳态跟随/定速巡航区域的阈值。随后,通过转向/制动临界避撞距离的对比给出2种避撞方式的安全收益范围。最后搭建Simulink/CarSim联合仿真模型,并对其进行不同初始条件下的避撞仿真试验。研究结果表明:转向操作在制动距离不足时仍是有效的;当主车高速近距离接近静止前车时,主车可以顺利采取转向换道动作,而常规ACC系统在2.5 s处的车间相对距离为-0.76 m,事实上已经发生了碰撞;当相邻车道前车与主车纵向间距不满足换道安全距离约束时,避撞控制系统进入紧急制动模式,最大制动减速度达到-0.8g(g为重力加速度),实际最小车间距为5.1 m;通过转向和制动的协调动作,充分发挥了车辆的避撞潜力;ξ和T■指标的融合,可以更好地评估碰撞风险并实现不同控制模式的转换,在保证行车安全的同时可避免过分制动给乘客造成的紧张感。(本文来源于《中国公路学报》期刊2019年01期）
胡剑,刘鹏,李刚炎[6]（2019）在《基于MPC的大型客车转向-制动集成控制研究》一文中研究指出为提高大型客车行驶稳定性,提出一种基于模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)的大型客车转向-制动集成控制算法,并设计了大型客车转向-制动集成控制器。利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,分别在双移线工况和正弦输入工况下,对转向-制动集成控制器进行了仿真验证。仿真结果表明,相比于没有集成控制的大型客车,该控制器能同时控制车辆横摆角速度、侧倾角和质心侧偏角,可有效跟踪控制指标的参考值,保证了大型客车的行驶稳定性。(本文来源于《汽车技术》期刊2019年02期）
田广丰[7]（2018）在《转向制动过程中四轮独立驱动电动汽车纵侧向集成控制》一文中研究指出近些年来,由传统燃油车引起的环境污染与能源危机愈发严重,电动汽车因其节能环保的特点而备受关注。四轮独立驱动电动汽车,采用轮毂/轮边驱动型式,极大简化车辆结构,可以分别调节各个车轮的电机力矩和液压制动力矩来实现车辆运动控制,具有明显的过驱动特性,可以追求更高的控制目标,提高车辆能效性、安全性、操控性。本文针对四轮独立驱动电动汽车转向制动过程中纵、侧向集成控制问题,分别从模型与系统结构、车轮力矩分配、上层规划控制展开研究。首先对车辆的结构及功能特点进行分析,基于仿真软件ve DYNA仿真得出不同力矩分配方式会影响车辆的能效性及安全性,以及进行制动控制与力矩矢量控制可以明显改善车辆的转弯性能。基于对控制系统的分析,引入纵向力和横摆力矩作为虚拟控制量,设计了分层控制结构,上层为虚拟控制量的规划控制,下层为车轮力矩的控制分配。车轮力矩分配是整个控制系统的基础,为了实现纵、侧向集成控制,并且综合处理能效、操控、稳定等目标,提出了基于分步优化的力矩分配方法。先考虑能效目标,采用静态优化方法进行预分配,由于电机效率MAP存在非凸特性,该过程通过离线优化完成,适用于稳定行驶工况;而后是考虑滑移率约束、车轮动态,针对安全性与操控性目标进行动态优化分配。对于有约束的多目标优化问题,采用模糊控制计算权重系数,并通过模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法进行优化求解。该方法通过分步处理满足不同工况下的主要控制需求,可以避免复杂的在线优化,易于应用。鉴于特殊工况下,单一的纵向与侧向控制无法满足控制需求,本文提出一种纵、侧向集成控制方法。首先,对控制可行域及期望动态进行规划。控制可行域基于车辆的转向约束及侧滑约束,对速度与最大曲率的关系进行研究并对期望速度进行规划;进而,考虑纵侧向运动间的耦合,提出一种滑模控制方法,计算得到纵向力和横摆力矩,结合车轮力矩优化控制分配,极限工况下车辆的安全性明显提高;最后,通过硬件在回路(Hardware-in-the-Loop,HIL)仿真,结合不同的工况对控制器进行了验证。仿真结果表明,本文提出的控制方法有效提高车辆转向制动操作的安全性及操控性能。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
郑顺航[8]（2018）在《汽车高速紧急避让转向制动协调控制研究》一文中研究指出汽车给人们出行带来方便与快捷,其行驶安全性已成为全球性的社会问题。汽车紧急避让系统通过主动干预车辆躲避障碍物,在危急时刻拯救驾乘者的生命,市场前景良好。汽车在中低车速目前主要采用纵向避撞,当车速高于45km/h时,采用转向制动联合的方式躲避障碍物更有效。本文在吉林省科技厅优秀青年人才基金项目“冗余驱动车辆动力学控制分配方法研究”的支持下,针对汽车高速行驶过程中障碍物突然出现时的路径实时规划与跟踪控制问题展开研究。首先建立了避让控制所需的控制模型和仿真模型,包括非线性二自由度车辆模型、线性二自由度车辆模型、质点模型、CarSim车辆模型,分别用于本文的非线性模型预测路径跟踪控制器设计、线性模型预测路径跟踪控制器设计、路径再规划控制器设计以及高精度的仿真模型。路径规划是路径跟踪控制的前提和基础,针对高速紧急避让系统的路径规划问题,基于S函数对高速紧急避让系统进行路径初步规划。在此基础上,基于模型预测理论,结合汽车运动状态和实时环境因素对初步规划的路径进行再规划,设计基于模型预测控制的高速紧急避让路径实时规划方法,获取汽车紧急避让控制的期望路径。基于线性模型预测理论设计下层路径跟踪控制器,通过设计多目标优化函数,优化汽车前轮转角和附加横摆力矩,并将优化的附加横摆力矩进行了单轮制动力分配。基于线性模型的路径跟踪控制器由于忽略车辆系统的非线性特性,在极限工况下难以完成路径跟踪。为此,基于模型预测控制理论设计考虑车辆非线性特性的路径跟踪控制器,并提出两种解决方案:(1)基于线性时变模型预测控制的路径跟踪控制;(2)基于非线性模型预测控制的路径跟踪控制。仿真试验结果表明,非线性模型预测控制器在极限工况下的路径跟踪效果更好,鲁棒性更强。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
汪洪波,夏志,陈无畏[9]（2019）在《考虑人机协调的基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制》一文中研究指出针对基于电动助力转向和差动制动的两种车道偏离辅助控制方法的局限性,提出可拓联合控制策略。基于可拓控制理论,充分考虑路面环境信息和车辆状态,设计可拓联合控制器,该控制器将电动助力转向和差动制动进行联合控制,以实现车道偏离辅助。为解决车道偏离辅助过程中的人机协调问题,应用模糊神经网络控制理论,设计考虑驾驶员转矩和车辆侧向偏差的人机协调控制器,通过输出辅助权重动态地调整车道偏离辅助系统的辅助转矩,实现驾驶员与辅助系统的协调控制。在CarSim/Simulink联合仿真平台和CarSim/LabVIEW硬件在环试验台架上对所提出的控制策略进行仿真和试验验证,结果表明所提出的控制策略能够有效地避免车辆偏离出车道,同时降低驾驶员和辅助系统之间的相互干扰,减小人机冲突,有较好的人机协调性能。(本文来源于《机械工程学报》期刊2019年04期）
张凤娇,汪,项楚勇,邢德鑫[10]（2018）在《汽车转向与制动协调控制试验平台设计与验证》一文中研究指出为了解决现有汽车高速紧急避撞协调控制系统结构复杂,设计成本高,在高速紧急情况的实车避撞试验极其危险等问题,设计了一种基于Lab VIEW上位机和飞思卡尔单片机为控制器的下位机的协调控制硬件在环仿真试验系统。该系统包括车辆状态检测和控制界面,制动和转向执行机构主控芯片为MC9S12DP512。控制界面和执行机构通讯采用基于Zigbee协议的无线通讯模块,模块主控芯片为CC2530。上位机界面设定高速公路路况信息通过无线模块将信息传给下位机执行转向或制动操纵,验证紧急避撞控制的有效性。实验结果表明,该系统大大降低了实车试验成本和危险性,能较好的检测控制策略的有效性。(本文来源于《制造业自动化》期刊2018年04期）
转向制动控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
商用车装载量大,在公路物流与矿业运输等行业中有着不可替代的作用。但其载荷大、质心高、轮距较窄、轴距长等缺点导致商用车辆极易发生侧翻与横摆稳定性事故。多轴商用车多用于运输大质量货物,其工作环境最为恶劣,因此稳定性事故发生的机率更大,一旦发生事故更会造成极其严重的财产与人员损失,其稳定性问题本应受到更多的关注与研究。但是,目前鲜有专门针对多轴商用车辆而研发的稳定性控制算法,很多研究都将多轴车辆简化成两轴车辆进行研究。但多轴商用车的特点在很多方面与两轴车辆存在明显不同,这些控制算法难以直接应用,因此开发一款专门针对多轴商用车的稳定性控制算法意义极其重大。本文依托于吉林省科技发展计划项目“基于电控制动系统的重型商用车稳定性控制”(项目编号:20170414045GH)与国家自然科学基金委员会资助项目“公路液罐车液固耦合机理与防侧翻控制研究”(项目批准号:51575224),提出了一款专门针对四轴商用车的稳定性集成控制算法。该控制算法将差动制动与主动转向按照全新的规则集成到一起,对多轴商用车的侧翻与横摆稳定进行了控制。该算法的提出填补了我国多轴车辆稳定性集成控制算法研究的空白,为多轴车辆稳定性控制器的自主研发与设计提供了理论支持,极具指导意义。论文主要进行了以下几个方面的研究工作:1、本文提出了一种多轴车辆垂向载荷建模思路,根据这一思路分别建立了叁轴与四轴车辆车轮垂向载荷模型。为了解决多轴车辆车轮垂向载荷计算中的过约束问题,本文将多轴车辆分割成几个部分,并在断开位置增加了虚拟受力。在此基础上结合简化的魔术公式(MF,Magic Formula)轮胎模型、叁自由度车辆模型的车体模型,建立了四轴车辆的整车模型,经过仿真验证该模型能够很好地表达四轴车辆行驶中的状态。车辆被分割成若干部分,各部分的质量被分开单独计算,因此该模型能够描述货物非均匀放置的车辆行驶状态。2、在实际情况中,车辆参数与状态并不便于直接获得,因此需要进行参数与状态的辨识与估计。多轴车辆垂向载荷模型的参数与车轮垂向载荷获得也同样面临这样的问题。本文在扩展卡尔滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的基础上进行了改进,增加了滑模趋近单元以提高计算速度,提出了一款新型自适应扩展卡尔曼滤波算法。同时在研究了四轴车辆参数粗略计算方法后,针对性地提出了滤波估计算法的初值自适应更新算法。在此基础上,本文建立了叁轨自适应扩展卡尔曼滤波(ATEKF,Adaptive Treble Extended Kalman Filter)同时对四轴车辆车轮垂向载荷、参数与状态进行了估计与辨识。最后再根据车辆的后部放大效应这一规律,结合仿真实验效果提出了第叁轴与第四轴垂向载荷的垂向载荷修正算法。经过与Truck Sim联合仿真验证,本文提出的ATEKF估计算法能够有效地估计出四轴商用车车轮的垂向载荷。该ATEKF算法所表现出的能力优于TEKF算法,文本提出的初值自动更新算法、垂向载荷修正算法都具有优秀表现。在ATEKF验证工况设计中,特别设置了货物集中放置的情况。ATEKF的仿真结果从侧面说明了本文提出的四轴车辆模型对货物非均匀放置的车辆运动状态描述准确,因此证明了所提出的多轴车辆车轮垂向载荷的建模思路适用于对货物非均匀放置的车辆进行建模。3、在集成控制算法的开发中最重要的问题是如何向所集成的差动制动与主动转向系统分配任务。如果能获知在当前状态下差动制动与主动转向对车辆所能产生的最大影响,对两者的协调分配具有及其重要的意义。为了了解在某一时刻两种控制方式所造成的车辆状态变化,本文提出了差动制动与主动转向所产生横摆力矩与侧向力的计算方法,并对车辆不同状态与位置参数下的控制效果进行了分析。在此基础上,分析总结出两种控制方式所能达到极限横摆力矩的计算方法,并提出了通过极限横摆力矩对差动制动与主动转向能力进行对比的方法。经验证,极限横摆力矩对比法能够用于描述差动制动与主动转向两种控制方式的能力。4、在对多轴车辆特性进行分析与总结的基础上,本文提出了一种全新的稳定性集成控制算法。该算法能够控制车辆的侧翻与横摆稳定性,并对稳定性控制中产生的轨迹偏移进行抑制,降低事故的发生率。稳定性集成控制算法的关键在于总控制量的计算与所集成子系统(差动制动与主动转向)的控制量分配。本文所建立的稳定性集成控制算法分为叁层,分别为决策层、分配层与执行层。决策层对车辆是否需要控制进行判断,并计算出所需控制总量。分配层包含分析、集成控制分配、制动力与主动转向角分配叁个部分。分析部分包含差动制动效果分析、主动转向效果分析、车辆-车道未来时刻相对位置预测叁部分;集成控制分配通过分析部分所提供信息得到比例系数对总控制量进行分配;制动力与主动转角分配根据集成控制分配的各轮控制量计算所需的目标制动力与目标主动转角。执行层则负责具体实施,控制各轮缸形成所需的目标制动压力与主动转向目标转角。在分配层分析部分,本文提出了车辆-车道相对位置预测方法,用以判断稳定性控制所产生的轨迹偏移是否需要抑制。在集成控制分配部分,本文提出了基于两种控制方式能力极限控制量的分配计算方法,通过构建比例系数,对总控制量按能力大小进行分配。本文根据车辆-车道相对位置预测的结果,在分配中引入轨迹偏移抑制因子adk,实现在对车辆进行稳定性控制的同时对车辆轨迹偏移进行抑制。在制动力与主动转角分配部分,本文同时提出了基于优化的分配方法(DO,Distribute by Optimization)、简化分配算法(SD,Simplified Distribution)两种方式对车轮目标制动力与主动转向目标转角进行了计算。经过联合仿真验证,基于这两种不同分配方法的稳定性集成控制算法都能够很好地控制车辆稳定性(载重20000kg时,最大安全初始车速在提升了27.3%后,依然能够保持车辆的稳定)。除此之外,算法能够对车辆轨迹的偏移进行有效抑制(偏移量减少20%)。5、本文根据要求搭建了多轴车辆硬件在环试验台,对所提出的稳定性集成控制算法进行了试验验证。该多轴商用车硬件在环试验台,具有叁个轴的完整制动系统硬件、制动踏板与转向盘硬件系统。制动系统气路参考实车布置,具有叁个桥控阀、两个ABS阀,6个商用车盘式制动器。经调试,该硬件在环试验台能够实现对每一个轮的单独控制,具备对本文所提出的集成控制算法验证的条件。在此基础上,本文将基于简化分配方法(SD)的稳定性集成控制算法在试验台上进行了验证。结果表明基于SD的稳定性集成控制算法具有良好的实时性与稳定性控制效果(单一工况初始最大安全车速提升47.3%),能够对车辆的轨迹偏移进行抑制(偏移量减少11.7%)。本文取得的创新性成果如下:1、针对多轴车辆车轮垂向载荷分配复杂,难以计算的问题。本文提出了一种多轴车辆垂向载荷的建模思路,通过这一思路建立垂向载荷模型,对车轮所受垂向力进行描述。此建模思路将车辆分成若干部分,能够有效削弱多轴结构过约束的影响。同时由于车辆被分割成若干部分,各部分的质量被分开单独计算,因此该建模方式还适用于对货物非均匀放置的车辆进行建模。在以该思路指导下建立的四轴车辆垂向载荷模型基础上,本文建立了四轴车辆整车模型。2、为了在稳定性控制算法中获得更为精准的各轮垂向载荷、车辆状态和参数数据,本文在传统扩展卡尔滤波(EKF,Extended Kalman Filter)的基础上提出了一种全新的自适应扩展卡尔曼滤波算法,并以此为基础提出了叁轨自适应扩展卡尔曼滤波(ATEKF,Adaptive Treble Extended Kalman Filter)估计算法。经过验证,该估计算法能够使用常用的传感器准确估计多轴车辆的垂向载荷。所提出的自适应扩展卡尔曼滤波估计算法性能优于传统扩展卡尔曼滤波算法。3、目前研究中没有差动制动与主动转向的对比方法,这极其不利于对两种控制方式的集成应用。因此本文分析了差动制动与主动转向对车辆的控制效果,总结分析了两者所能形成的最大横摆力矩计算方法。并提出了一种差动制动与主动转向实时能力大小的对比方法——极限横摆力矩对比法,该方法通过对当前车辆状态下两种稳定性控制方式所能形成的极限横摆力矩进行对比来判断两者的能力大小。由于这一对比方法计算速度快,因此对比方法能够实时应用到集成控制算法当中,极具指导意义与应用价值。4、本文针对四轴商用车提出了一种稳定性集成控制算法,该算法采用全新的分配与协调策略将差动制动与主动转向进行集成,具有控制侧翻与横摆稳定性、抑制轨迹偏移叁种功能。此种协调策略简单灵活,仅通过增加侧偏抑制因子就能够实现对控制中产生轨迹偏移的抑制,通过改变系数就能够实现稳定性集成控制算法转变为单一控制算法。针对控制算法计算速度慢等缺点,本文结合前文分析提出了一种简化的车轮目标制动力与主动转向目标角度的计算方法,经联合仿真与硬件在环试验验证,该计算方法实时性强,性能优异。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
转向制动控制论文参考文献
[1].魏振亚,王其东,王慧然,陈无畏,梁修天.基于主动转向与差动制动协调的双级预警车道偏离防止预测控制[J].汽车工程.2019
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