失稳临界区域汽车动力学状态实时观测与稳定性控制方法研究

上传者：刘高联
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上传时间：2015-04-24
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失稳临界区域汽车动力学状态实时观测与稳定性控制方法研究

86 机械工程学报第50卷第17期

chains[J]. Journal of Xi’an Jiaotong University，2013，47(3)：7-12.

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[18] WANG D，PETER T W，TSUI K L. An enhanced

kurtogram method for fault diagnosis of rolling element bearings[J]. Mechanical Systems and Signal Processing，2013，35(1-2)：176-199.

作者简介：陈彬强(通信作者)，男，1986年出生。主要研究方向为机械信号分析和机械故障诊断、数字化加工与制造。

E-mail：mung.cbq@http://wendang.chazidian.com

张周锁，男，1964年出生，博士，教授，博士研究生导师。主要研究方向为机械状态监测、机械故障智能诊断与预示、机械动态分析。

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zzs@http://wendang.chazidian.com

国家自然科学基金委员会机械工程学科2012/2013年度优秀结题项目简介

失稳临界区域汽车动力学状态实时观测与稳定性控制方法研究*

项目负责人：李亮(E-mail：liangl@http://wendang.chazidian.com) 依托单位：清华大学项目批准号：50905092

1. 项目简介

汽车稳定性控制系统(ESP)是当前国际汽车动力学领域前沿技术。它可降低30%交通事故率，自2012年起欧、美等立法要求新车装备ESP。目前ESP技术被国际企业垄断，但是即使装备ESP仍有近70%汽车瞬态失稳难以避免，因此亟需发展稳定性控制理论，研制新一代稳定性控制技术。本项目针对汽车瞬态失稳ESP失效问题，提出失稳临界区域概念，建立汽车失稳过程关键动力学状态变量解耦观测体系；基于多传感器融合的解耦观测机制设计了变结构扩展卡尔曼滤波方法(VSEKF)，解决了轮胎力、附着系数、汽车侧偏角等参量的非线性观测难题。进而开发了实时控制用非线性失稳过程的动力学模型，系统地揭示出汽车临界失稳特征。在此基础上，采用预测控制方法将稳定性控制有效拓展到瞬态强非线性的失稳临界。自主研制出ESP系统，应用到东风猛士军车上，提升了军车装备安全控制水平。 2. 主要创新点及其主要研究进展

(1) 提出失稳临界区域概念，建立了失稳过程关键动力学状态变量解耦观测体系，开发了实时控制用非线性失稳过程的动力学模型，系统地揭示出汽车临界失稳特征。研制出高精度汽车极限工况动力学量测平台，为研究汽车动力学问题提供了先进有效的技术手段。

(2) 提出了基于驾驶意图识别的稳定性预测判据，建立了抑制系统强非线性与瞬态迟滞难题的稳定性预测控制新方法，将稳定性控制边界从准线性的欠稳定区域有效拓展到瞬态强非线性的失稳临界区域。自主研制了适应越野路况的ESP系统，并匹配到东风猛士军车上，填补了国内空白。

* 此项目在“第十一届设计与制造前沿国际会议(ICFDM2014)”上被评为优秀结题项目。

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失稳临界区域汽车动力学状态实时观测与稳定性控制方法研究作者：

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英文刊名：

年，卷(期)：李亮清华大学机械工程学报Journal of Mechanical Engineering2014(17)

引用本文格式：李亮失稳临界区域汽车动力学状态实时观测与稳定性控制方法研究[期刊论文]-机械工程学报 2014(17)