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基于数据驱动的汽车ESP容错控制研究

作　者: 林成东
导　师: 王德军
学　校: 吉林大学
专　业: 系统工程
关键词: ESP 容错控制模糊专家控制故障补偿 AMESim
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

汽车ESP系统是为了满足人们对汽车行驶安全性和操作稳定性的要求，在ABS和TCS(或ASR)基础上发展起来的重要控制系统。ESP与ABS和TCS的区别就在于ABS和TCS在汽车行驶状态不稳定时只能被动地做出反应，而ESP则通过各个传感器的信息使ECU能够分析路况和车况以及识别出驾驶员的驾驶意图，并对不稳定的行驶状态控制干预使车辆在稳定状态下行驶，避免发生交通事故。因此，ESP系统对汽车行驶安全性和操作稳定性起着至关重要的作用，必须保证其系统一直是正常和稳定的；如果系统发生故障，那么就会影响汽车稳定性，造成严重的后果；为此研究ESP系统的故障检测和容错控制是非常有必要和重大意义的。本文通过对ESP工作原理和汽车动力学的学习，深入理解汽车稳定性控制思想。通过对汽车ESP系统的传感器故障和执行器故障详细的描述和分析，根据故障状态和故障对汽车稳定性的影响，采用不同的容错控制方法对传感器故障和执行器故障进行研究。本文对传感器故障容错控制是以横摆角速度传感器和侧向加速度传感器为例，根据解析冗余关系对其故障进行容错控制补偿。执行器故障是以ESP的某一个车轮制动系统中的执行器故障为例，采用模糊专家控制系统对其进行容错控制研究，通过对其它无故障的车轮施加补偿制动力来弥补故障车轮制动力不足造成的影响。最后，在AMESim和Simulink中分别搭建传感器和执行器故障容错控制模型，并进行联合仿真和结果分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章绪论  8-22
  1.1 论文的研究背景和意义  8-10
  1.2 汽车 ESP 系统概述  10-15
    1.2.1 ESP 的结构组成  10-13
    1.2.2 ESP 工作原理  13-15
  1.3 容错控制技术研究综述  15-20
    1.3.1 容错控制概念  15-16
    1.3.2 基于解析冗余容错控制策略  16-18
    1.3.3 常用的容错控制方法及在汽车中的应用  18-20
  1.4 本文的研究目标及内容  20-22
    1.4.1 本文研究目标  20
    1.4.2 本文研究内容  20-22
第2章汽车稳定性控制及 ESP 故障分析  22-34
  2.1 AMESim 仿真软件介绍  22-26
    2.1.1 AMESim 软件的特点  23-24
    2.1.2 用 AMESim 构建整车系统模型  24-26
  2.2 汽车稳定性控制  26-28
    2.2.1 汽车失稳原因  26
    2.2.2 汽车动力学稳定性控制  26-28
  2.3 汽车 ESP 故障描述与分析  28-32
    2.3.1 传感器故障分析  29-30
    2.3.2 执行器故障分析  30-32
  2.4 本章小结  32-34
第3章汽车 ESP 故障容错控制研究  34-48
  3.1 传感器故障容错  34-37
    3.1.1 二自由度模型分析  34-35
    3.1.2 传感器的故障补偿  35-37
  3.2 执行器故障容错控制  37-46
    3.2.1 基于模糊专家系统的容错控制器设计  38-44
    3.2.2 基于模糊专家控制的容错控制器的仿真实现  44-46
  3.3 本章小结  46-48
第4章仿真分析  48-62
  4.1 传感器故障容错控制仿真分析  48-52
  4.2 执行器故障的容错控制仿真分析  52-60
  4.3 本章小结  60-62
第5章总结与展望  62-64
  5.1 全文总结  62
  5.2 研究展望  62-64
参考文献  64-70
作者简介  70-72
致谢  72

基于数据驱动的汽车ESP容错控制研究

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