浅析汽车底盘协调控制的优化设计

1、    浅析汽车底盘协调控制的优化设计    田橙摘 要：对于汽车底盘而言，只有不断完善其子系统，才能充分增强其局部功能。而借助于电子控制技术能充分起到增强汽车底盘的作用。汽车本身属于一个有机整体，各系统之间需要协调配合，才能实现集成化控制。因此，从控制系统入手，探讨了如何实现良好的底盘模型设计。关键词：汽车；底盘；协调控制；优化设计：u463 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2016.05.118现阶段，汽车底盘的集成控制系统在不断完善，也得到了有效扩展。集成控制系统能有效控制整个车体，因此，只有不断完善、优化集成控制系统，才能使汽车

2、的运行更加稳定、操控性更强，从而充分保障驾驶者的安全。1 动力系统模型汽车底盘包含诸多子系统。在电子控制技术的作用下，汽车底盘的局部性能均获得了有效提升。其中，abs属于单功能系统，较为典型。要想使汽车底盘的性能不断提升，设计人员需要完善动力模型的设计，并加强不同子系统之间的联系。现阶段，汽车的电子系统逐步完善，通过有效构建系统集成，动力系统模型得到了充分的发展。底盘控制系统之间对应关系如图1所示。从动力学方面考虑，对于行驶系统而言，要想不断完善动力模型，就要严格控制悬架和轮胎的设计。在汽车行驶的过程中，悬架和轮胎的平滑性、操作稳定性将对驾驶者造成很大的影响。对于ass系统而言，其本身具有不同

3、的动力模型，分别为二自由度和四自由度模型。目前，六自由度和八自由度模型已被开发出来。此外，对于悬架而言，应具有良好的逻辑控制，并不断提升其协调性。2 控制器汽车底盘的发展分为以下3个阶段：发展之初，汽车底盘只具备单控制功能；汽车底盘的线控技术得到了有效发展；近年来，集成控制系统得到了完善。通过合理运用mpc控制器和mimo系统，能提升汽车底盘的稳定性，但在协调性方面仍有所欠缺。而在监督系统的作用下，能充分发挥协调机制的作用。对于afs和dyc系统而言，二者需要高度的协调和统一。可通过目标函数合理确定控制器的目标函数、横摆角速度、质心侧偏角、前轮附加转角等。此外，只有完善权重系数，车辆才能保持较

4、为良好的行驶状态。在不敏感控制量方面，需要加大惩罚系数，并有效解决反馈矩阵等方面的问题。只有这样，才能实现科学、有效的计算。如果车辆处于较为稳定的行驶状态，则在中央差速器的作用下，能实现有效的转向控制，从而真正实现转向补偿。中央差速器的相关数值如表1所示。3 主动悬架系统的设计主动悬架系统在汽车行驶的过程中起着较为关键的作用。可从步动电机、阻尼减震器、节流口液压等方面改善主动悬架系统。减震器阻尼能实现自动调节，传感器可记录其变化，从而反映车体情况和路况，并通过相应的消息路由器实现多种信息的有效融合，生成最终决策。此外，设计人员应合理设计步进方向、步距角。4 转向系统的设计在直流电机的作用下，转

5、向系统能提供充足的转向助力，还能有效调整助力转向方面的参数。通过运用电动助力转向系统，可使驾驶者更加有效地控制车辆，并缓解其疲劳感。对于最终决策而言，可通过消息路由器将信息传递至悬架。5 系统工况分析5.1 匀速行驶工况如果车辆保持匀速行驶，则转向系统和制动系统的控制作用均能有效实现。对于悬架而言，借助主动控制器能提升车辆行驶的平顺性。对于上层控制器而言，不需要协调各个子系统。5.2 阶跃行驶工况按照相关试验要求和规定，一旦车辆即将达到最高车速，或达到最高车速的70%，则通过阶跃转角能实现有效的协调控制作用。在控制性能指标方面，通过协调控制，可有效控制车辆的垂直加速度。因此，通过科学、有效的协

6、调控制，能充分改善汽车的性能。5.3 紧急制动工况在紧急制动工况下，一旦汽车的制动出现问题，则可能引发较为严重的安全事故。因此，应充分协调各子系统，从而完善制动系统的控制性能。5.4 转向制动工况在转向制动工况下，很难保障汽车的稳定性。而在应用转向制动系统的情况下，车身的垂直度、俯仰侧倾方面的衰减较为明显。由此可见，通过合理运用转向制动系统，能有效提高汽车转弯时的稳定性。6 结束语本文从汽车的控制系统入手，探讨了如何设计良好的动力系统模型。对于汽车底盘而言，只有具备良好的集成控制系统，才能真正地将车体控制落实到位，车辆的行驶才能更加稳定，车辆的操纵性才能得到增强，从而保障驾驶者的安全。参考文献1宗长富，陈国迎，梁赫奇，等.基于模型预测控制的汽车底盘协调控制策略j.农业机械学报，2011（2）.2陈无畏，祝辉.基于状态识别的整车操纵性和平顺性的协调控制j.机械工程学报，2011（6）.3汪洪波，陈无畏，杨柳青，等.基于博弈论和功能分配的汽车底盘系统协调控制j.机械工程学报，2012（22）.4刘显贵，陈无畏，罗善