【正文】 zM ? ?? ?2222 s g n SSKIM zz ???? () 又因為 0?? drr ，故 02 ??? drre ，即 022 ?? eS ， ? ?? ? 0s g n 2222 ???? SSKIM zz ?。 AFS 控制器是在線性狀態(tài)下控制狀態(tài)響應(yīng)， DYC 控制器是在的非線性狀態(tài)下控制狀態(tài)響應(yīng)，其對 AFS 控制器起到了補償?shù)淖饔?。m2 Rw 車輪有效轉(zhuǎn)動半徑 m Iw 車輪轉(zhuǎn)動慣量 kg 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 24 第五章 總結(jié)與展望 全文總結(jié) 隨著近來電動汽車的興起以及人們對車倆安全性的重視，電動汽車操縱穩(wěn)定性的問題逐漸成為了研究熱點。今后還需要研究的問題有如下幾個方面： 1) 為進一步驗證 AFS+DYC 集成控制系統(tǒng)的有效性，實用性和可控性還需要做大量的實車多工況實驗。 5) 在基于 二自由度線性車輛模型的平臺上，進行了 MATLAB/Simulink 仿真實驗。此外，由圖 （ e)可知與 AFS+DYC 集成控制相比，單純的 DYC 控制會對縱向速度造成較大的影響，車內(nèi)人員的舒適性會較差。此外，本文的研究重點在于車輛操縱穩(wěn)定性控制，將不對駕駛員的加減速意圖進行研究。 集成控制器設(shè)計 本節(jié)提出的集成控制系統(tǒng)如圖 所示，主要由兩個控制層組成。但是，由于要控制橫擺力矩，車輛系統(tǒng)中多了一個控制變量，即橫擺力矩 zM 。所以本章基于車輛的二自由度動力學(xué)模型來進行控制器設(shè)計。 ? 值小，則速度慢，滑模控制的調(diào)節(jié)時間長；反之則速度快，調(diào)節(jié)時間短，但會引起較大的抖振。它是一種非線性控制，通過函數(shù) 的切換 來實現(xiàn)，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)偏離滑模 面 的程度來切換控制器的 函數(shù) （控制律或控制器參數(shù)），從而使系統(tǒng)按照滑模規(guī)定的規(guī)律運行 以減小誤差 的控制方法。由于減少了縱向力或者增大側(cè)向力，從而提高了操縱穩(wěn)定性。 Masao Nagai 實 驗室在 2021 年、 2021 年先后對主動前輪轉(zhuǎn)向 (AFS)與直接橫擺力矩控制(DYC)集成控制方法、多電機獨立驅(qū)動電動汽車的操縱穩(wěn)定性控制方法進行了研究 [3,8]。 直到上世紀(jì)九十年代末，通過對 汽車 控制理論的分析 和進一步研究后 ， 為了提高車輛的行駛安全性，許多汽車公司，例如 奔馳和寶馬， 提出了 諸如或類似 前輪主動轉(zhuǎn)向 （ Active Front Steering, AFS)和 直接橫擺力矩控制 （ Direct Yaw Control, DYC)等直接對汽車的橫擺運動進行控制的概念。但隨著電動汽車的大力發(fā)展，尤其輪轂電機技術(shù)取得突破性的進展，從而使電動汽車相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車具有更好的可控性和靈活性，并能夠為 AFS 和 DYC 技術(shù)提供更為廣闊的技術(shù)平臺。 20 世紀(jì)七 八 十年代，防抱死系統(tǒng) (ABS)開始 被應(yīng)用于 汽車上，這種 裝置 能 讓 汽車的滑移率保持在 范圍內(nèi)， 提升 了 輪胎 與地面間的附著力， 改良 了車倆制動時的側(cè)向穩(wěn)定性。運用跟蹤理想的非線性車 輛模型的控制策略，分別考慮了在制動轉(zhuǎn)彎、不同道路輸入以及側(cè)向風(fēng)干擾時車輛的穩(wěn)定性 [3]。 在汽車 前輪和后輪 使用的縱向力， 所產(chǎn)生的繞質(zhì)心 的 橫擺力矩有很大的區(qū)別。在這性特性和公式的 基礎(chǔ)上，第二節(jié)簡述了滑?？刂颇軌蛱岣呦到y(tǒng)的運動品質(zhì)并能 能夠克服系統(tǒng)的不確定性 , 對干擾和未建模動態(tài)具有很強的魯棒性 的優(yōu)點。 即初始條件為 ? ?00,xt 是方程的解： ? ? ? ? 0),( 000 ＞xstxtxtx ?? ? () 當(dāng) t 從 0t 增大時滿足 ? ?? ? 0＜??xs ,且存在正數(shù) ? ,使得當(dāng) ??t 時 ? ?? ? 0?? ?xs 對于位于s(x)0 一側(cè)同理。在一般情況下，車輛在良好路面行駛時，方向盤轉(zhuǎn)角較小，輪胎處于線性區(qū)間內(nèi)。 控制器設(shè)計 DYC 控制器的作用是通過 控制輪轂電機的驅(qū)動 /制動力來實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向過程中所需的附加橫擺力矩 。 rw 和fw分別為后、前軸的輪距，通常認為fr ww?；fC是附著裕量的權(quán)重系數(shù) ,fA是當(dāng)前狀態(tài)下的縱向力裕量 ,? 是路面附著系數(shù)。此外，其仿真操作 完全是用戶交互式的，仿真程序的執(zhí)行可以在 MATLAB 命令平臺上鍵入模型文件的文件名來啟動，也可以直接在 Simulink 之下由菜單命令來啟動 [22]。 然后，在車輛 高速 120Km/h、高路面附著系數(shù)（ μ=）時進行單移線 仿真 試驗 ， 此時，其參 考模型的控制輸入如圖 所示。 3) 通過汽車二自由度線性模型的運動學(xué)微 分方程得到了其狀態(tài)方程并設(shè)計了一個理想?yún)⒖寄Ｐ停玫搅藱M擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角的期望值。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 26 參考文獻 [1]． Anton Van Zanten， Bosch ESP174。 本文在車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，將其分為了兩層。m/rad/sec εr 路面附著縮減系數(shù) s/m g 重力加速度 m/s2 為了有效地突出 AFS 和 DYC 集成控制策略的有益效果，本文將采用仿真對比試驗，與無控 制系統(tǒng)以及單獨采用本文 DYC 控制系統(tǒng)進行對比，為便于仿真結(jié)果分析，本文所提出的AFS/DYC 集成控制系統(tǒng)記為 AFS+DYC，無控制系統(tǒng)記為無控制， DYC 控制系統(tǒng)記為 DYC。為此本章首先簡單的對 MATLAB/Simulink 軟件仿真軟件進行介紹，然后在 Simulink 中搭建系統(tǒng)的仿真模型，最后進行單移線工況仿真試驗，并對仿真結(jié)果進行分析 。 至此， DYC 控制器設(shè)計完畢，控制器的輸入為理想?yún)⒖寄Ｐ偷臋M擺角速度輸出 dr 、 AFS控制器輸出變量 fd ，和車輛的反饋狀態(tài) (r 和 b )，輸出為直接橫擺力矩 zM 。 vgrrd ? a x ?? () 因此，期望的橫擺角速度 dr 在實際過程中可表示為： ? ?m in , 0 . 8 5 s g n1 dd f fdk gr sv ?dd?? ???????? ??? () 至此，車輛二自由度線性理想?yún)⒖寄Ｐ捅阍O(shè)計完畢。 另一方面，滑膜 控制算法簡單，實時計算時間少， 既降低了控制器的設(shè)計難度，又 對車輛穩(wěn)定性有較大的提高。 滑動模態(tài)的存在性 CBAs 0?s 0?s 0? 圖 滑模 控制三點圖 如圖 所示， 在切換面上的點有三種情況 :一種是通常點如 A 點，穿過此點到達滑模面的；一種是起始點如 B 點，從該點離開到達滑模面的兩側(cè)；另一種是終止點如 C 點，從兩側(cè)趨向該點并沿著滑模面運動 [18]。 第一層為 決策 層，包括駕駛員、參考模型、AFS 控制器和 DYC 控制器。 綜上所述，在國內(nèi)外都對 AFS 和 DYC 有了一定的研究， 但現(xiàn)階段 仍然 是著力于開發(fā)單個系統(tǒng)的性能，對于兩者的 集成控制仍然缺乏明確的控制策略，使得 AFS、 DYC 系統(tǒng) 無法在一個車輛上 同時使用 充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢 來互補其劣勢。（ 3）通過 對于 汽車底盤集成控制 性能潛力的挖掘 ，現(xiàn)已出現(xiàn)了獨立制動 /驅(qū)動 /主動懸架于一體的輪轂電機總成，如圖 所示， 該系統(tǒng) 通過對車輪各向力 的整體控制，可以保證汽車各子系統(tǒng)之間工作 互不干擾 ， 更加方便了 AFS 和 DYC對于汽車的聯(lián)合控制 ，提高汽車正常行駛的舒適性和極限工況下的主動安全性 以及轉(zhuǎn)彎時的穩(wěn)定性 。 但隨之而來的風(fēng)險也在逐 步增加，有關(guān)研究機構(gòu)對大量交通事故進行了統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，與車速有關(guān)的交通事故的發(fā)生概率超過了 80%。 關(guān)鍵詞： 電動汽車，車輛穩(wěn)定性控制，滑?？刂疲?simulink 仿真 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 III 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 ......................................................................................................................................................II Abstract .............................................................................................................................................. III 第一章 緒 論 ................................................................................................................................. 1 研究意義與背景 ................................................................................................................ 1 研究現(xiàn)狀 ..........................................