【正文】 該系統(tǒng)還需要在非線性，離散系統(tǒng)的情況下進(jìn)行設(shè)計和仿真實(shí)驗評估。 4) 本文將從 AFS 和 DYC 控制器各自的作用特點(diǎn)出發(fā)，針對它們的特點(diǎn)進(jìn)行分層控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計，采用滑模控制方法對 AFS 和 DYC 控制器進(jìn)行設(shè)計 以及兩者的集成控制策略。本文以汽車的線性二自由度模型為基礎(chǔ)，設(shè)計了分層控制的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。 其仿真結(jié)果如圖 所示 ： 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 586420246時間 t/s前輪轉(zhuǎn)向角df/ deg 圖 高速參考模型的控制輸入 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 1 00102030時間 t/s橫擺角速度r/(deg/s) 無控制DYC期望值A(chǔ) F S + D Y C (a)橫擺角速度 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 22 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 1 5 1 0505時間 t/s質(zhì)心側(cè)偏角b /deg DYCA F S + D Y C無控制 (b)質(zhì)心側(cè)偏角 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 56420246時間 t/s前輪轉(zhuǎn)向角△df/ deg (c)主動前輪轉(zhuǎn)向角 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 4 0 0 0 2 0 0 0020xx40006000時間 t/s橫擺力矩(N ? m) A F S + D Y CDYC (d)橫擺力矩 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 51191 1 9 . 51201 2 0 . 5時間 t/s縱向速度U/(Km/h) A F S + D Y CDYC (e)縱向速度 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 23 圖 低車速仿真實(shí)驗結(jié)果 從圖 (a),(b)可知此時無控制車輛已出現(xiàn)明顯失穩(wěn)狀況，而 DYC 和 AFS+DYC 依舊能夠?qū)囕v穩(wěn)定性進(jìn)行良好的控制。m/rad Cφ 等效側(cè)傾阻尼 N 仿真結(jié)果分析 為驗證 本文所提出的分層控制策略 的有效性， 本節(jié)將在單移線工況下對集成控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗研究 。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 18 第四章 仿真結(jié)果與分析 本章的主要工作是 在 MATLAB/Simulink 仿真 環(huán)境中對分層控制策略進(jìn)行有效性的驗證。 在通過 DYC 控制器得出維持車輛穩(wěn)定性所需的直接橫擺力矩 zM 后，通過二次規(guī)劃法進(jìn)行優(yōu)化，其中 xiF 和yiF都是可以調(diào)整的量。由此證明，在線性區(qū)域時， DYC 控制器不起作用，而當(dāng)輪胎進(jìn)入非線性區(qū)域時， DYC 控制器才起作用。本節(jié) 仍然 采用 滑模 控制方法來設(shè)計 DYC 控制器，以彌補(bǔ) AFS 控制器在輪胎非 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 15 線性區(qū)域控制不足的缺陷，進(jìn)而減少車輛實(shí)際橫擺角速度 r 、 質(zhì)心側(cè)偏角 b 分別 與參考模型上輸出的期望橫擺角速度 dr 和期望質(zhì)心側(cè)偏角 db 之間的誤差，從而達(dá)成駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。因此，實(shí)際的橫擺角速度需要受到限制，如式（ ）所示 [23]。此時，汽車線性二自由度動力學(xué)模型就能很好的描述車輛的主要操縱特性 [23]。所以其 能夠克服系統(tǒng) 運(yùn)動 的不確定性 , 對干擾和未建模動態(tài)具有很強(qiáng)的魯棒性 和對運(yùn)動的結(jié)果有很好的容錯率 , 尤其是對非線性系統(tǒng)的控制具有良好的控制效果。則歸納上述等式，得出到達(dá)條件為 00s 0s0 ??s＞＜s ，當(dāng)，當(dāng)?? () 最后，可對 ()式進(jìn)行簡化，得到 滑模 運(yùn)動到達(dá)條件： 0﹤ss? () 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 9 滑模 運(yùn)動的趨近律 為了反映運(yùn)動是如何到達(dá)滑模面，人們提出了趨近律的概念和公式，對趨近律進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計可以改善動態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)動品質(zhì)。由于這里利用了滑動模型，所以又常稱變結(jié)構(gòu)滑動模態(tài)控制 [15]。 滑模 控制的原理 上 世紀(jì) 50 年代前蘇聯(lián)學(xué)者提出變結(jié)構(gòu)控制 方案 ，變結(jié)構(gòu)控制起源于繼電器控制和 BangBang 控制，它與 傳統(tǒng) 控制的區(qū)別在于 它 的不連續(xù)性?？刂葡到y(tǒng)采用分層控制。轉(zhuǎn)向時，外前 增加或減少的 輪縱向力引 起的附加橫擺力矩和由側(cè)向力降低引起的附加橫擺力矩方向相同， 且 均與轉(zhuǎn)向方向相反，當(dāng)轉(zhuǎn)向過度時，在此輪施加縱向力，對 矯正 過度轉(zhuǎn)向最有效；同理，在內(nèi)后輪上施加縱向力對 矯正 不足轉(zhuǎn)向最有效。 李剛，宗長富，姜立勇等人針對汽車主動前輪轉(zhuǎn)向（ AFS）與直接橫擺力矩（ DYC）協(xié)調(diào)控制問題提出了一種基于模型預(yù)測控制的集成控制算法，目的在于通過在線優(yōu)化實(shí)現(xiàn)綜合考慮橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角的多目標(biāo)控制，來擴(kuò)大穩(wěn)定性控制的范圍 [14]。 Yoshioka 等人使用了滑?？刂评碚搧韺?shí)現(xiàn)直接橫擺力矩控制 (DYC)，克服了一些不確定因素 (如車速，路面摩擦系數(shù)以及車的質(zhì)量的改變 )的影響，使得控制的魯棒性得到大大改善[4]。（ 2）傳統(tǒng)汽車 ，就算是 四輪驅(qū)動汽車 對于各個車輪的縱向力只能按照幾個固定的比值分配 ，而輪轂電機(jī)電動汽車 因每個車輪都有獨(dú)立的驅(qū)動裝置，則可以實(shí)現(xiàn)對每個車輪的縱向力進(jìn)行以任意數(shù)值的分配，這跟有利于 AFS 和 DYC 聯(lián)合控制的實(shí)現(xiàn) 。而在 20 世紀(jì)九十年代，又有人提出了多種 車輛 穩(wěn)定性 理念 [2]。 關(guān)鍵詞： 電動汽車，車輛穩(wěn)定性控制，滑模控制， simulink 仿真 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 II Integration control tactic of AFS and DYC in electric vehicle Abstract With nearly 50 years of development,the application of AFS (Active Front Steering)and DYC (Direct Yaw Control)bees more and more wilder and riper in traditional internalbustion engine vehicles and Greatly improve the vehicle steering stability. But with the development of electric vehicle,especially making breakthrough in Wheel hub motor technology ,it is more controllable and flexible than traditional vehicle and can provides more broad technology platform for AFS and DYC technology. However,the increasing people’s requirement for active safety technology,promoting the development of integration control of AFS and DYC .but there is a coordinated control problem in integration control means of AFS and DYC,namely when they are working together ,the yaw moment produced by them will interact each other .This condition not only add the burden of control system,but also reduce system’s effect. Therefore,this paper supply a hierarchical control method to solve the coordinated control problem in integration control means of AFS and DYC,and AFS and DYC controller through sliding mode control lateral force of tire is in Linear range,desired yaw moment is achieved by AFS controller,When lateral force of tire is out of Linear range,desired yaw moment is achieved by DYC ,Simulation model of the system is built in last,double moving line Simulation test is carried out in high and low voice condition and effectivity of integrated control way is verified. Key words:electric vehicle,vehicle stability control,sliding mod control,simulink emulation 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 III 目 錄 摘要 ....................................................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................................................ II 第一章 緒 論 .................................................................................................................................. 1 研究意義與背景 ................................................................................................................. 1 研究現(xiàn)狀 ............................................................................................................................. 3 國外研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................... 3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................... 4 本文的研究內(nèi)容 ................................................................................................................ 4 第二章 控制理論 ............................................................................................................................ 6 滑模控制的原理 ....