第45卷第8期 2009年8月
机械工程学报
JOURNALOFMECHANICALENGINEERING
DOI：10.3901/JME.2009.08.190
汽车ESP与ASS分层协调控制研究
陈无畏周慧会刘翔宇
（合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009）
Vol.45 Aug.
No.8 2009
摘要：建立整车8自由度模型和汽车电子稳定控制程序(Electronicstabilityprogram，ESP)与主动悬架系统(Activesuspension system，ASS)的分层协调控制模型，对ESP应用基于状态观测器的自适应模糊控制，对ASS采用随机线性最优控制，并进行上层控制器的设计，上层控制器通过线性权函数输出下层控制器的加权值，从而实现协调控制的目的。基于Matlab/Simulink 软件，在阶跃和双移线两种工况下进行仿真研究。仿真结果证明，所建立的分层协调控制模型与控制策略不仅能明显改善汽车的行驶稳定性和操纵稳定性，同时可提高车辆的柔坐舒适性。在Labview系统中建立上层协调控制器、ESP控制器和车辆模型，自行开发ASS并安装上车，结合ESP的执行机构进行硬件在环仿真。其结果与Matlab仿真结果基本一致。
关键词：电子稳定控制程序主动悬架分层协调控制硬件在环仿真中图分类号：U463.3
SimulationResearchonLayeredCoordinated
ControlofAutomotiveESPandASs CHEN Wuwei ZHOUHuihui LIUXiangyu
(School of Mechanical and AutomotiveEngineering,Hefei University of Technology,Hefei230009)
Abstract: Layered coordinated control models of automotive electronic stability program(ESP) and active suspension system(ASS) are built and adaptive fuzzy control of ESP is adopted, for which the controller is designed on the basis of state observer. The controller of ASS is designed by using optimal control theory of stochastic linear quadratic, and layered coordinated controller is designed. The coordinated controller calculates the weighted values of lower controllers by linear weight function. Matlab/Simulink simulation results indicate that the layered coordinated control strategy can improve the driving stability and comfort well Coordinated controller, ESP controller and vehicle model are built in Labview system. Combined with ASS which is developed independently and actuator of ESP, hardware-in-the-loop simulation is carried out, The results are consistent with Matlab simulation results.
Key words: Electronic stability program Active suspension system Layered coordinated control
Hardware-in-the-loop simulation
系统，能够及时纠正车辆的实际行驶轨迹与驾驶员
0前言
随着汽车行驶速度的提高、道路车辆密度的增加以及生活质量的提高，人们对于汽车行驶安全性和舒适性的要求也在不断提高。为了提高整车的综合性能，减少汽车底盘各个子控制系统之间的影响及干扰，汽车底盘集成控制技术]已成为目前国内外研究的热点。汽车电子稳定程序(Electronic stabilityprogram，ESP)是-一种先进的主动安全控制
·国家自然科学基金(50575064)和安激省十—五科技攻关(07010202082) 资助项目，20080824收到初稿，20090403收到修改稿
期望行驶轨迹之间的偏差，目前在欧美已经得到普及[2-4)。主动悬架系统(Activesuspensionsystem，ASS) 是一种通过主动改变悬架的刚度与阻尼，可同时改善操纵稳定性和乘坐舒适性的电控系统[5]。目前关于ESP和ASS两系统的集成控制，KEN等[6]取得了一定的研究成果[7-8]，但基本停留在集成建模等理论化的阶段，离实际应用尚有距离。
本文针对这两个系统，提出了一种分层协调控制策略，在对两个系统分别建模的基础上，以车辆的整体性能最优为目标，考虑建立上层控制的协调策略，由下层分别执行两个单独子系统的控制任务。