搜索
关于机械学院博士、硕士学位论文格式的说明研究生同学们：为了使研究生们规范地撰写学位论文，学校制订了《华中科技大学博士、硕士学位论文撰写规定》（请登陆研究生院网页=616查询）。请同学们一定要按照该规定中格式要求撰写学位论文。为方便大家查询，研究生科根据规定中的有关要求制作一份简要的说明供大家参考。研究生科2007.1.5分类号学号学校代码10487密级硕士学位论文车辆动力学稳定系统仿真及优化学位申请人：学科专业：数字化设计及制造指导教师：答辩日期：年月日华中科技大学硕士学位论文IIAThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringSimulationandOptimizationofVehicleDynamicControlSystemCandidate:Major:DigitalDesignandManufacturingSupervisor:HuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaOctober,2006独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。华中科技大学硕士学位论文I摘要（三号黑体）摘要是学位论文极为重要、不可缺少的组成部分，它是论文的窗口，并频繁用于国内外资料交流、情报检索、二次文献编辑等。其性质和要求随着汽车工业的发展，汽车的操纵稳定性日益受到关注，汽车动力学控制得到了广泛的研究。ABS／TCS系统成功地解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题，但不能解决汽车转向行驶时的方向稳定性问题。随着科技的发展，车辆动力学稳定性控制(VDC)出现，它兼容了ABS和TRC的优势功能，使车辆在各种路面和各种工况下都获得良好的操纵稳定性和方向性，大大降低交通事故的发生及其伤害。当汽车的运动处在极限状况的非线性状态时，如在高速大转弯、换车道、超车、转弯刹车时，存在单独车轮的侧偏刚度迅速下降，汽车对驾驶员操纵失去应有的响应，车辆的运行状态偏离驾驶员期望的行驶状态，尤其在冰雪等低附着路面条件下，容易导致过度转向或不足转向，车辆发生危险。VDC电子控制单元在上述情况发生时，根据方向盘转角传感器、制动主缸压力传感器的信号、油门踏板位置判断驾驶员的驾驶意图，估算出驾驶员期望的汽车行驶状态值。再根据检测得到的实际汽车状态与期望的汽车状态的差值，通过反馈控制逻辑计算出稳定横摆力矩，然后在单独车轮上面施加滑移率控制，直接调节车辆的侧向受力情况，使汽车按驾驶员预定的轨迹行驶，保证车辆的行驶安全。VDC系统是一个十分复杂的系统，本文从理论上研究了汽车稳定性控制的基本原理和稳定性控制策略，包括轮胎的侧偏特性对操纵稳定性的影响，以及路面状况、转向角、车速对汽车操纵稳定性的影响。基于上述研究，本文以汽车仿真分析领域应用最广泛的机械系统动力学仿真分析通用软件MSC.ADAMS为开发平台，建立多自由度汽车整车多体动力学仿真模型。采用MATLAB/Simulink建立线性理想车辆模型和采用阈值、PID和模糊控制等方法的横摆角速度和质心侧偏角联合反馈控制模型，通过ADAMS/Control模块，基于TCP/IP协议，将ADAMS/Car多体动力学模型和Simulink的控制模型进行分布式联合仿真。仿真针对多种危险工况进行操纵稳定性试验，并在此基础之上基于iSIGHT多领域优化平台采用DOE分析、响应面技术、模拟退火算法和遗传算法对控制系统的控制参数进行分析和多目标优化，得到控制效果更好、响应更快的优化解。研究表明，车辆动力学稳定控制系统能够大幅度提高车辆的操纵稳定性和安全性，能够适应各种路面和行华中科技大学硕士学位论文II驶工况，取得了良好的主动控制效果。关键词：车辆动力学稳定控制多体动力学模糊控制优化华中科技大学硕士学位论文IIIAbstractFollowingthedevelopmentofautomotiveindustry,vehiclehandlingandstabilitygainmoreattentionanddynamiccontrolhasbeenwidelystudiednow.ABS(Anti-lockbrakesystem)andTCS(Tractioncontrolsystem)preventthewheellockupandthevehiclespinsduringthevehicletractionandbrakingoperations,butdonothinginvehicleturning.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,VDC(VehicleDynamicControl)systemcameout.ItiscompatiblesuperiorfunctionsofABSandTRC,whichcanenhancethevehiclestabilityandhandlingintheemergencysituationsthroughthecontroloftractionandbrakingforcesattheindividualwheels,greatlyreducingtheoccurrenceofaccidentsandinjuries.Vehicleturnstononlinearbehaviouroflimitingconditionwhentakinghigh-speed-turning,lane-changeorbrake-in-turn.Individualwheel'slateralstiffnessrapidlydeclinethen.Vehiclelosescontrolresponseofdriveranddeviatesfromthedesiredtrajectory,whicheasilyleadstooversteeringorundersteering,especialyinlowattachmenticyroadconditions.VDC’sECU(ElectronicControlUnit)caninferthedriver'sintentionbasedonsensorsignalsandcontrollogicworksoutstableyawmomentbasedonthedifferencebetweenactualandnominalvehiclestates.Then,ECUadjustsvehicle'slateralforcebycontrollingindividualwheel'sslipratio,makingvehiclerunningasdriver'sintent.Forstabilitycontroliscomplicated,basedontheoreticalstudiesofthebasicprincipleofvehiclestabilitythispaperdiscussesstabilitycontrolstrategy,includinghandlingandstabilitycharacteristicsoftire'slateralcharacteristic,roadcondition,steeringangle,andvelocity.Amulti-bodydynamicmodelwasbuiltwithMSC.ADAMSwhichwasusedwidelyinvehiclesimulationfield.SeveralkindsofcontrolmethodsweredesignedfortheVDCmodelbasedonthefeedbackofsideslipangleandyawrate,includingthresholdcontrol,PIDcontrolandfuzzycontrol.Dynamicmodelandcontrolmodelwereco-simulatedbyMATLABandADAMS/ControlthroughTCP/IPconnection.ControlparameterswereanalyzedandoptimizedbyDOE,GA(GeneticAlgorithm)andSA(SimulatedAnnealing)withiSIGHTplatform.TheresearchindicatedthatthelateralstabilityofvehicleandhandlingcouldbeenhancedbyanyVDCcontrolmethodwhichcouldadaptallkindsofroadanddrivingcondition.Keywords:VDC,Multi-BodyDynamics,FuzzyControl,Optimization华中科技大学硕士学位论文IV目录（三号黑体）摘要···················································································IAbstract·················································································III1绪论（四号黑体）1.1车辆主动安全控制研究的意义（四号宋体）···························(5)1.2国内外车辆动力学控制研究和应用概况···································(5)1.3车辆动力学稳定性控制方法的介绍·················(错误!未定义书签。)1.4本文主要内容············································(错误!未定义书签。)(后面的章节以此类推)致谢··················································································(7)参考文献···············································································(9)附录攻读学位期间发表学术论文目录·················(错误!未定义书签。)纸型：A4纸，页边距：上为4.5厘米，下为3厘米，左右各2.5厘米华中科技大学硕士学位论文51绪论（一级标题居中：三号黑体）1.1车辆主动安全控制研究的意义（二级标题：四号黑体）正文：小四宋体行距：1.25倍随着高速公路的发展和汽车技术的进步，汽车的车速在不断提高。现代轿车的设计最高时速一般都大于200Km/h，汽车在高速公路上的行驶速度通常也都在100Km/h以上。另外，驾驶员的非职业化发展趋势，也要求汽车