ESP 系统的CarSim与Simulink联合仿真研究

孙跃东，郭 森，周 萍

（上海理工大学 机械工程学院，上海 200093）

1 引言

汽车稳定控制系统（ESP）是在牵引力控制系统和汽车防抱死系统的基础上发展起来的一种新型的主动安全技术。ESP通过对汽车横摆力矩的主动干预，大大提高汽车在驱动、制动、转向等工况下行驶的安全性。ESP系统在国外的发展已经相当成熟，德国博世、大陆等多家公司已经实现对该系统的量产。国内对该技术的研究起步较晚，只有部分企业和高校开展过相关研究[1]。ESP系统的主要控制方法有最优控制、逻辑门限值控制、PID控制和模糊控制。经过分析对比，用模糊PID控制方法来设计ESP控制器，该方法可以使系统既有模糊控制的鲁棒性强的优点，又有PID控制的精度高的特点。整车模型是利用车辆动力学建模软件CarSim开发的，通过对CarSim中车辆组件模块和配置模块的参数设定，可以方便快速地建立完善的整车动力学模型，极大地缩短了开发周期[2]。

2 ESP系统分析

ESP系统是通过调节车轮纵向力的大小及匹配来控制车辆的横摆运动，进而改善汽车的操纵性和稳定性[3]。基本原理是：首先，传感器检测汽车在某一运行状态下的质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度等实际值，然后根据理想模型计算出在该运动状态下汽车质心侧偏角和横摆角速度的名义值，当实际值与名义值之差超出一定限度，则认为车辆处于失稳状态，此时需要通过对车轮纵向力的调整来控制车辆的横摆力矩，进而达到改善汽车稳定性的目的。……