汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究 作者：王翠 张勇 于晨斯
来源：《企业技术开发·中旬刊》2014年第06期
摘要：为了提高弯道路面高速行驶车辆的横向稳定性，文章提出了一种在ABS 基础上，添加参数自适应模糊PID 控制的模糊PID 控制器的方法，运用MATLAB/Simulink软件建立了车辆整车模型，针对方向盘阶跃输入工况进行了仿真研究。仿真结果表明，施加控制器的车辆，横摆角速度和前、后轮侧偏角的输出稳态值均得到了改善，有效地把车辆控制在稳定区域内，从而提高了车辆的横向稳定性。
关键词：横向稳定性；模糊PID 控制；高速弯道
中图分类号：U463.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）17-0060-02
根据有关部门调查显示，车辆在高速下失去稳定性已成为影响交通事故发生的众多因素之
一。当车辆在高速弯道上急转向等危险工况下行驶时，车辆极易失去稳定性。国内、外学者对于车辆横向稳定性的控制进行了研究，如BOSCH 的DSC ，丰田的VSC ，BMW 的DSC ，通用的ESC ，本田的VSA ，现代的VSM ，保时捷的PSM 等系统，这种系统只改善了车辆普通工况下的车辆性能，对于极限工况下的车辆控制则效果不佳。
本文综合考虑车辆在高速弯道上的行驶状况，设计了自适应模糊PID 控制器，将实际横摆角速度与参考的理论横摆角速度之间的差值以及差值的变化率作为控制器的输入变量，附加横摆力矩作为输出变量，将加有模糊PID 控制器的车辆与仅ABS 控制的车辆分别进行仿真，并将试验结果进行对比，结果表明：自适应模糊PID 控制方法能有效地提高汽车高速弯道行驶的横向稳定性。
1整车模型的建立
本文采用的整车模型为四轮车辆模型如图1所示，该模型包括8个自由度，分别为车辆的纵向运动、横向运动、横摆运动、车轮转角、四个车轮的转动。其动力学方程为： m（
-vω）=（Fx1+Fx2）cosδ-（Fy1+Fy2）sinδ+Fx3+Fx4
m（
-uω）=（Fx1+Fx2）sinδ-（Fy1+Fy2）cosδ+Fy3+Fy4
Iz