模糊逻辑在车辆稳定性控制系统中的应用-东南大学学报.PDFVIP

第３８卷第１期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ３８Ｎｏ１ 　 ２００８年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｊａｎ．２００８ 　　　　　　 模糊逻辑在车辆稳定性控制系统中的应用 皮大伟　 陈　南　 王金湘 （东南大学机械工程学院，南京２１１１８９） 摘要：探讨了车辆在高速转向的极限运动工况下，利用施加于各车轮不同纵向力产生的辅助横 摆力矩来提高车辆动力学稳定性的基本原理．推导了七自由度整车动力学模型，建立了车辆质心 侧偏角观测器，并且考虑到车辆参数和运行工况的复杂多变，设计基于模糊控制逻辑的车辆稳定 性控制策略，通过控制横摆角速度和质心侧偏角可使车辆对象输出跟踪理想参考模型的输出，用 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立车辆仿真模型，对所设计的控制算法进行了数字仿真，最后利用基于 ｄＳＰＡＣＥ的硬件在环仿真技术，对设计控制器的性能进行了实验验证．结果表明：所设计的模糊 控制器能够显著改善车辆的操纵稳定性，特别是在低附着系数路面工况下． 关键词：汽车；车辆动力学控制；模糊控制策略；硬件在环仿真；质心侧偏角观测器 中图分类号：Ｕ２７０１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２００８）０１００４３０６ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃｔｏｖｅｈｉｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ ＰｉＤａｗｅｉ　 ＣｈｅｎＮａｎ　 ＷａｎｇＪｉｎｘｉａｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｅｎｈａｎｃｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｄｙｎａｍｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｈｒｏｕｇｈａｄｄｉｔｉｏｎａｌｙａｗｍｏｍｅｎｔｐｒｏ ｄｕｃｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｂｒａｋｉｎｇｆｏｒｃｅｓｉｎｆｏｕｒｗｈｅｅｌｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｓｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｉｓｒｕｎｎｉｎｇ ｕｎｄｅｒｌｉｍｉｔｃｏｒｎｅｒｉｎｇｍａｎｅｕｖｅｒ．Ａ７ＤＯＦ（ｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍ）ｖｅｈｉｃｌｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｓｄｅｒｉｖｅｄ ａｎｄａｓｉｄｅｓｌｉｐａｎｇｌｅｅｓｔｉｍａｔｏｒｉｓａｌｓｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ａｎｅｗｖｅｈｉｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅ ｇｙｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｗｉｔｈｒｅｇａｒｄｔｏｃｏｍｐｌｅｘｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｖｅｈｉｃｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｗｏｒｋ ｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｇｅｎｅｒａｔｅｓｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｙａｗｍｏｍｅｎｔｗｈｉｃｈｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍ ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒａｋｅｆｏｒｃｅｓｏｆｅａｃｈｗｈｅｅｌｓｏｔｈａｔｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｆｏｌｌｏｗｓｔｈｅｔａｒｇｅｔｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅ ｙａｗｒａｔｅａｎｄｔｈｅｓｉｄｅｓｌｉｐａｎｇｌｅ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓｄｅｖｉｓｅｄｔｏｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅｒｗｉｔｈｔｈｅＨＩＬＳｐｌａｔｆｏｒｍｂａｓｅｄｏｎＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／ｄＳＰＡＣＥ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｕｚｚｙｌｏｇ ｉｃｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃａｎｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｕｎｄｅｒｌｏｗｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅ；ｖｅｈｉｃｌｅｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｔｒｏｌ；