基于底盘集成控制提高汽车中心区操纵稳定性



基于底盘集成控制提高汽车中心区操纵稳定性

提出了一种新的底盘集成控制策略，通过使用预测控制模型优化底盘控制系统的分配。该控制策略集成了4轮独立制动控制系统、4轮独立驱动控制系统、主动悬架控制系统，其分为3层：上层定义目标车辆的运动、中层实现底盘集成控制系统的控制分配、底层则实现对各个系统的单个控制。在中层，所使用的预测控制模型将车身看作刚体，考虑了刚性车身的纵向、横向、垂向、俯仰、侧倾和横摆6个自由度，而以往所使用的预测控制模型仅考虑纵向、横向和横摆3个自由度。底盘集成控制系统的输入为简化后的车轮滑移率，其主要受驱动力、制动力以及主动悬架引起垂向力的影响，结合汽车运动和控制效率的约束，通过求解一个二次优化问题得到。

根据汽车中心区操纵稳定性试验，仿真模拟验证所提出的底盘集成控制策略。仿真使用14自由度车辆非线性仿真模型，分别为车轮转动4个自由度、车轮垂向运动4个自由度以及上述刚性车身的6个自由度，轮胎模型采用Pacejka教授的魔术轮胎公式。仿真时，将车速设为100km/h，转向角输入为20°，频率为0.3Hz。分别进行主动悬架控制下的自由滚动试验、4轮独立驱动控制下的加速试验、4轮独立制动控制下的减速试验、4轮独立驱动控制和主动悬架控制下的加速试验、4轮独立驱动控制和4轮独立制动控制下的攻击性驾驶试验。试验验证了所提出的底盘集成控制策略可以提高汽车中心区操纵稳定性，保证汽车各辅助系统性能的实现。

Sehyun Chang et al. SAE 2014-01-0139.

编译：王祥