張旗，嚴(yán)天一，趙燕樂

（青島大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山東青島 266071）

當(dāng)車輛在彎道或不平路面行駛時(shí)，側(cè)傾角控制合理與否可直接影響乘坐舒適性和安全性，當(dāng)側(cè)傾角過大時(shí)，極易引發(fā)重大交通事故。為此，絕大多數(shù)車輛安裝有傳統(tǒng)被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，以減小車身側(cè)傾角，但被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿因其扭轉(zhuǎn)剛度為常值，且所產(chǎn)生的反側(cè)傾力矩不可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，故其抗側(cè)傾作用尚不夠理想。主動(dòng)橫向穩(wěn)定器（Active anti-roll stabilizer，AAS）可根據(jù)不同行駛工況對(duì)車身側(cè)傾剛度自動(dòng)調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)較大范圍的可變反側(cè)傾力矩輸出，其抗側(cè)傾效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿[1]。

目前，AAS 主要包括液壓式主動(dòng)橫向穩(wěn)定器（Hydraulic active anti-roll stabilizer，HAAS）與電機(jī)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定器（Electric active anti-roll stabilizer，EAAS）。陳山[2]設(shè)計(jì)了HAAS 分層控制算法及其電子控制單元，并開展了新型控制算法的半實(shí)物仿真研究，相關(guān)結(jié)果表明，該控制算法可提高車輛側(cè)傾穩(wěn)定性。趙福民[3]提出器HAAS 線性化反饋的滑膜控制策略，實(shí)車試驗(yàn)表明所該控制算法可顯著改善車輛抗側(cè)傾特性。周兵等[4]通過構(gòu)建包含主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的主動(dòng)懸架整車動(dòng)力學(xué)仿真模型，并根據(jù)兩者之間的耦合關(guān)系，設(shè)計(jì)了AAS 新型集成控制策略。陳祥林等[5]提出AAS 模糊滑?？刂破?，并進(jìn)行了相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。Zulkkarnain 等[6]為深入研究AAS 對(duì)車輛平順性和操縱穩(wěn)定性影響效果，利用四自由度半車模型開展了相關(guān)仿真驗(yàn)證。Muniandy 等[7]提出自調(diào)整AAS 模糊PI-PD 控制算法，可克服傳統(tǒng)控制算法技術(shù)缺點(diǎn)，有效改善整車抗側(cè)傾性能。白先旭等[8]采用磁流變半主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿控制車輛抗側(cè)傾性能，并將其與傳統(tǒng)被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿進(jìn)行了對(duì)比分析。李姣等[9]提出EAAS 多模式控制算法，其可根據(jù)不同行駛工況選擇相應(yīng)的工作模式，可有效提升車輛側(cè)傾穩(wěn)定性。Suzuki 等[10]開發(fā)了帶有諧波齒輪減速器的EAAS，并通過實(shí)車試驗(yàn)測試出其能耗性能，試驗(yàn)結(jié)果表明EAAS 能耗僅為相同性能HAAS 的1/20。Sorniotti[11]通過開展半實(shí)物仿真試驗(yàn)與實(shí)車試驗(yàn)，表明EAAS 可明顯改善車輛側(cè)傾穩(wěn)定性。綜上所述，傳統(tǒng)EAAS 控制模式較為單一，為滿足不同類型駕駛員對(duì)EAAS 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的差異性需求，亟待開展具有多工作模式的EAAS 控制方法研究。

本文首先利用搭建具有EAAS 的整車動(dòng)力學(xué)仿真模型，然后構(gòu)建具有多工作模式的EAAS 模糊控制策略，并分別開展各個(gè)工作模式的離線仿真及半實(shí)物仿真，以驗(yàn)證具有多工作模式的EAAS 模糊控制策略的有效性。

1 理論模型構(gòu)建及驗(yàn)證

為驗(yàn)證具有多工作模式的EAAS 模糊控制策略，利用MATLAB/Simulink 構(gòu)建具有EAAS 的整車動(dòng)力學(xué)仿真模型[12]。

1.1 整車動(dòng)力學(xué)理論模型構(gòu)建

采用的九自由度整車動(dòng)力學(xué)理論模型由車身的垂向模型、側(cè)向模型、俯仰模型、側(cè)傾模型、橫擺模型及車輪垂向運(yùn)動(dòng)模型等組成，如圖1 ~ 圖3 所示。

圖1 整車動(dòng)力學(xué)模型

圖2 側(cè)向、橫擺模型

圖3 側(cè)傾模型

車身垂向模型為

簧下質(zhì)量垂向模型為：

側(cè)向模型為

俯仰模型為

側(cè)傾模型為

橫擺模型為

各懸架的簧上質(zhì)量位移滿足如下關(guān)系：

式中：m為整車質(zhì)量，kg；ms為簧上質(zhì)量，kg；mui（i=fl,fr,rl,rr）為簧下質(zhì)量，kg；θ為車身側(cè)傾角，rad；φ為車身俯仰角，rad；r為橫擺角速度，rad/s；δ為前輪轉(zhuǎn)角，rad；Iθ、Iφ、Ir分別為車身的側(cè)傾、俯仰、橫擺轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2；a、d為質(zhì)心至前后軸的距離，m；bs為輪距，m；h為車身的側(cè)傾半徑，m；xc為簧上質(zhì)量的質(zhì)心位移，m；xsi為各懸架的簧上質(zhì)量位移，m；xui為各簧下質(zhì)量位移，m；Mf、Mr分別為前后EAAS 控制扭矩，Nm；Fi為懸架對(duì)車身的垂向力，F(xiàn)i=ki(xsi-xui)+ci(x˙si-x˙ui)，N；ki為各懸架的彈簧剛度，N/m；ci為各懸架的減振器阻尼，N·s/m；Foi為車輪動(dòng)載，F(xiàn)oi=kti(xui-xoi)，N；xoi為路面不平度激勵(lì)，m；kti為輪胎剛度，N/m；Fyi為車輪所受側(cè)向力，N；Vx為質(zhì)心縱向速度，m/s；Vy為質(zhì)心側(cè)向速度，m/s。

1.2 輪胎模型

為準(zhǔn)確描述輪胎在轉(zhuǎn)向工況下的各力學(xué)特性，本文采用“魔術(shù)公式”輪胎模型預(yù)測輪胎側(cè)偏力。若外傾角γt= 0，水平方向的偏移Sh= 0，垂直方向的偏移Sv= 0，則此輪胎模型[13]為

式中：Fyi（i=fl,fr,rl,rr）為各車輪所受側(cè)向力，N；μ為路面的附著系數(shù)；αi（i=fl,fr,rl,rr）為輪胎的側(cè)偏角，rad；B、D、E均與車輪所受載荷有關(guān)。

1.3 路面模型

本文采用四輪非平穩(wěn)時(shí)域模型[14]，其模型可表示為：

式中：q1、q2、q3及q4分別為左前輪胎、右前輪胎、左后輪胎及右后輪胎的路面不平度，m；x1、x2分別為狀態(tài)變量；f0為下截止頻率，Hz；v為車速，m/s；n0為標(biāo)準(zhǔn)空間頻率，m-1；G0為路面不平度系數(shù)，m3；ω（t）為均值為0 的高斯白噪聲；bs為輪距，m；l為軸距，m。

1.4 EAAS 理論模型

本文所述新型EAAS 主要包括諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)、三相無刷直流電機(jī)、左橫向穩(wěn)定半桿、右橫向穩(wěn)定半桿、霍爾傳感器、殼體等，如圖4 所示。內(nèi)嵌電機(jī)輸出的電磁轉(zhuǎn)矩經(jīng)諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)降速增扭后，分別傳遞至左、右橫向穩(wěn)定半桿，使EAAS 輸出實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的反側(cè)傾力矩，以提升側(cè)傾穩(wěn)定性，如圖5所示。

圖4 EAAS 結(jié)構(gòu)簡圖

圖5 EAAS 受力圖

電機(jī)作動(dòng)器的輸出轉(zhuǎn)矩與反側(cè)傾力矩之間的關(guān)系為

式中：Mactuator為輸出力矩，Nm；Manti為反側(cè)傾力矩，Nm；b為左、右橫向穩(wěn)定半桿的力臂長度，m；c為EAAS 的長度，m；θE為左、右橫向穩(wěn)定半桿臂的相對(duì)轉(zhuǎn)角，定義θE/2 為穩(wěn)定半桿臂與水平面夾角，（°）；F為橡膠支座對(duì)橫向穩(wěn)定半桿的作用力，N。

EAAS 內(nèi)嵌的三相無刷直流電機(jī)定子繞組采用星型接法，三相定子繞組相電流之間的關(guān)系為

故三相無刷直流電機(jī)理論模型可表示為

式中：ua、ub、uc為定子繞組相電壓，V；ia、ib、ic為定子繞組相電流，A；L、M為定子繞組的自感和互感系數(shù)，H；R為定子繞組阻值，Ω；ea、eb、ec為定子繞組相反電動(dòng)勢，V。

內(nèi)嵌電機(jī)輸出的電磁轉(zhuǎn)矩為

內(nèi)嵌電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程為

令諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為i，則EAAS輸出力矩為

式中：ω為電機(jī)角速度，rad/s；Te為內(nèi)嵌電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，Nm；Tl為電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，Nm；B為電機(jī)阻尼系數(shù)，Nm·s/rad；J為電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2。EAAS內(nèi)嵌電機(jī)部分參數(shù)如表1 所示。

表1 EAAS 內(nèi)嵌電機(jī)部分參數(shù)

為保證建模的可靠性，本文利用CarSim 車輛仿真軟件對(duì)不含EAAS 模型的整車動(dòng)力學(xué)理論模型進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證。

2 EAAS 模糊控制策略

2.1 控制策略的制定

首先，利用左右車身高度傳感器、車速傳感器、側(cè)向加速度傳感器、轉(zhuǎn)向盤角度傳感器等采集車身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后將上述信息輸入至電子控制單元，并根據(jù)采集到的信號(hào)判斷出此時(shí)車輛所處行駛工況，從而選擇不同的控制策略使EAAS 處于合適的工作狀態(tài)[9]。

1）若電子控制單元檢測到的前后橋車輪左右高度差的絕對(duì)值均大于或等于5 mm，且側(cè)向加速度|ay| ≥ 0.05 g 時(shí)，則可判定車輛正處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，此時(shí)采用控制策略一。

2）若電子控制單元檢測到的前后橋車輪的左右高度差的絕對(duì)值均小于5 mm，且側(cè)向加速度|ay| <0.05 g 時(shí)，則可判定車輛在水平良好的路面上直線行駛，此時(shí)采用控制策略二。

3）若電子控制單元檢測到的前后橋車輪左右高度差的絕對(duì)值均大于或等于5 mm，且側(cè)向加速度|ay| < 0.05 g 時(shí)，則可判定車輛在左右不平的路面上直線行駛，此時(shí)采用控制策略三。

4）若電子控制單元檢測不到狀態(tài)信號(hào)，表征已發(fā)生故障，此時(shí)采用控制策略四。

2.2 各種控制策略

2.2.1 控制策略一

當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)引起車身側(cè)傾，如果側(cè)傾角過大會(huì)降低乘坐舒適性，并導(dǎo)致駕乘人員緊張；反之若側(cè)傾角過小則不利于駕駛員正確感知車身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)[15-16]。為滿足不同駕乘需求，本文所提出的控制策略下分別設(shè)定了3 種典型工作模式：正常模式、運(yùn)動(dòng)模式和柔順模式，各模式的目標(biāo)側(cè)傾角與側(cè)向加速度關(guān)系如下：

1）正常模式

2）運(yùn)動(dòng)模式

3）柔順模式

3 種模式的目標(biāo)側(cè)傾角和側(cè)向加速度關(guān)系響應(yīng)曲線如圖6 所示。

圖6 目標(biāo)側(cè)傾角與側(cè)向加速度關(guān)系曲線

在控制策略一中，EAAS 處于典型工作狀態(tài)。首先將各傳感器采集到的信號(hào)輸入到電子控制單元輸入模塊，并將側(cè)向加速度換算為車身側(cè)傾角的目標(biāo)值，然后采用Mamdani 模糊控制方法設(shè)計(jì)了EAAS模糊控制器，其次將左右高度傳感器差值的絕對(duì)值轉(zhuǎn)化為車身側(cè)傾角，并以車身側(cè)傾角與目標(biāo)側(cè)傾角的差值e及其變化率ec作為輸入，最后以三相無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的上橋臂PWM 占空比d作為輸出，此時(shí)下橋臂保持完全打開的狀態(tài)，其控制系統(tǒng)原理如圖7 所示。

圖7 EAAS 模糊控制系統(tǒng)框圖

設(shè)定e的模糊論域?yàn)閇-5，5]；ec的模糊論域?yàn)閇-10，10]。由于通過PWM 占空比控制EAAS 內(nèi)嵌的三相無刷電機(jī)的輸出功率，故以PWM 占空比控制量d作為輸出量的模糊論域?yàn)閇-1，1]。對(duì)e和ec分別定義7 個(gè)模糊集合：NB（負(fù)大）、NM（負(fù)中）、NS（負(fù)?。?、ZO（零）、PS（正小）、PM（正中）、PB（正大），對(duì)d亦定義7 個(gè)模糊集合：NB（負(fù)大）、NM（負(fù)中）、NS（負(fù)?。?、ZO（零）、PS（正?。M（正中）、PB（正大）。模糊控制輸入、輸出量的隸屬函數(shù)均選用高斯型隸屬函數(shù)。根據(jù)相關(guān)車輛專家經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)，確定模糊控制規(guī)則如表2 所示。

表2 模糊規(guī)則表

2.2.2 控制策略二

當(dāng)車輛在水平路面上直線行駛時(shí)，此時(shí)左右車輪向同一方向等幅度跳動(dòng)，EAAS 起不到抑制車身側(cè)傾的作用。這種情況下，通過電子控制單元不生成驅(qū)動(dòng)用6 路PWM 信號(hào)，電機(jī)處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，EAAS 左右兩部分處于電解耦狀態(tài)，有助于提升車輛平順性。

2.2.3 控制策略三

當(dāng)在不平道路上高速行駛時(shí)，若采取控制策略一的方式，EAAS 無法快速響應(yīng)。因此，為有效提高車輛側(cè)傾穩(wěn)定性，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的上橋臂全部關(guān)閉，對(duì)下橋臂實(shí)施PWM 控制方法，PWM 占空比由路面不平度確定，路面越不平，施加越大的PWM 占空比，反之則適當(dāng)減小PWM 占空比。

2.2.4 控制策略四

當(dāng)電子控制單元檢測到系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)為保證操縱穩(wěn)定性，避免發(fā)生重大交通事故，采用控制策略四。該策略采取將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的上橋臂完全打開，下橋臂全部關(guān)閉，或者下橋臂完全打開，上橋臂全部關(guān)閉的方法，即系統(tǒng)處于“鎖定”狀態(tài)，其工作方式類似于傳統(tǒng)被動(dòng)式穩(wěn)定桿。

本文主要對(duì)最關(guān)鍵的控制策略一開展研究，在角階躍工況和魚鉤工況下進(jìn)行離線仿真，最后利用半實(shí)物仿真試驗(yàn)驗(yàn)證其有效性。

3 離線仿真與半實(shí)物仿真試驗(yàn)

3.1 離線仿真試驗(yàn)

為驗(yàn)證上述整車動(dòng)力學(xué)仿真模型、EAAS 模型及所提出的控制策略的有效性，分別選取前輪角階躍輸入工況、魚鉤工況分別進(jìn)行仿真分析。本文所構(gòu)建的整車動(dòng)力學(xué)仿真模型直接以前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角作為輸入，且設(shè)定左轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)角為正值，右轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)角為負(fù)值。對(duì)核心的控制策略一中3 種模式分別進(jìn)行仿真。在考慮實(shí)際行車安全因素條件下，有效模擬出突遇障礙物時(shí)，駕駛員緊急操縱轉(zhuǎn)向盤的避障行為，并使車身發(fā)生充分側(cè)傾，本文設(shè)定試驗(yàn)車速為80 km/h，前輪轉(zhuǎn)角幅值為10°。整車動(dòng)力學(xué)仿真模型的部分參數(shù)如表3 所示。

表3 整車動(dòng)力學(xué)仿真模型部分參數(shù)

1）前輪角階躍工況的仿真參數(shù)設(shè)定：車速設(shè)定為80 km/h，路面等級(jí)設(shè)定具有路面附著系數(shù)為0.85 的B 級(jí)路面。前輪轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)如圖8 所示，圖9 為車身側(cè)傾角仿真結(jié)果。

圖8 前輪角階躍輸入工況前輪轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)

圖9 前輪角階躍輸入工況下車身側(cè)傾角離線仿真結(jié)果

從圖9 可得，在前輪角階躍輸入工況下，被動(dòng)模式的側(cè)傾角上升時(shí)間為4.54 s，側(cè)傾角達(dá)到峰值的時(shí)間為7.24 s，最大超調(diào)量35%，穩(wěn)態(tài)側(cè)傾角值為2.0°。正常模式的側(cè)傾角上升時(shí)間為4.62 s，達(dá)到峰值的時(shí)間為7.26 s，最大超調(diào)量55%，穩(wěn)態(tài)側(cè)傾角值為1.3°。柔順模式的側(cè)傾角上升時(shí)間為4.61 s，達(dá)到峰值時(shí)間為7.3 s，最大超調(diào)量46%，穩(wěn)態(tài)側(cè)傾角值為1.5°。運(yùn)動(dòng)模式的側(cè)傾角上升時(shí)間為4.64 s，達(dá)到峰值時(shí)間為7.26 s，最大超調(diào)量51%，穩(wěn)態(tài)側(cè)傾角值為1.1°。相較于傳統(tǒng)被動(dòng)模式，本文提出的EAAS控制策略可更有效地控制車輛側(cè)傾角，從而有效提升車輛側(cè)傾穩(wěn)定性，且3 種模式控制效果也滿足控制需求，從而可以根據(jù)不同駕乘需求選擇合適的工作模式。

2）魚鉤工況的仿真參數(shù)設(shè)定：車速設(shè)定為80 km/h，路面等級(jí)設(shè)定具有路面附著系數(shù)為0.85的B 級(jí)路面。前輪轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)如圖10 所示，圖11為車身側(cè)傾角仿真結(jié)果。

圖10 魚鉤工況前輪轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)

圖11 魚鉤工況下車身側(cè)傾角離線仿真結(jié)果

從圖11 可得：在魚鉤工況下，被動(dòng)模式正向側(cè)傾角峰值為2.4°，反向側(cè)傾角峰值為-3.5°，側(cè)傾角穩(wěn)態(tài)值為-2°；正常模式的正向側(cè)傾角峰值為1.6°，反向側(cè)傾角峰值為-2.7°，穩(wěn)態(tài)側(cè)傾角值為-1.3°；運(yùn)動(dòng)模式正向側(cè)傾角峰值為1.4°，反向側(cè)傾角峰值為-2.4°，穩(wěn)態(tài)側(cè)傾角值為-1.2°；柔順模式正向側(cè)傾角峰值為1.8°，反向側(cè)傾角峰值為-2.9°，穩(wěn)態(tài)側(cè)傾角值為-1.5°。仿真結(jié)果表明魚鉤工況下所提出的新型控制策略仍然滿足控制要求。

3.2 半實(shí)物仿真試驗(yàn)

為進(jìn)一步驗(yàn)證具有多工作模式的EAAS 模糊控制策略有效性，并與離線仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，開展了新型控制策略的半實(shí)物仿真試驗(yàn)，首先在上位機(jī)中利用MATLAB/Simulink 和Vehicle Network Toolbox構(gòu)建如圖12 所示的具有EAAS 的整車動(dòng)力學(xué)仿真模型，然后設(shè)計(jì)搭建如圖13 所示的EAAS 半實(shí)物仿真試驗(yàn)臺(tái)架[1]。

圖12 EAAS 半實(shí)物仿真模型

圖13 EAAS 半實(shí)物仿真試驗(yàn)臺(tái)[1]

該半實(shí)物仿真臺(tái)架主要工作原理如下：1）在上位機(jī)中設(shè)定前輪轉(zhuǎn)角信號(hào)，以分別模擬角階躍工況與魚鉤工況，Simulink/Desktop Real-Time 實(shí)時(shí)采集整車動(dòng)力學(xué)仿真模型中的相關(guān)各車輛狀態(tài)信號(hào)，并通過CAN 總線發(fā)送至EAAS 電控單元；2）該電控單元根據(jù)上述狀態(tài)信號(hào)，令加載電控單元輸出控制信號(hào)控制電動(dòng)氣泵工作，將高壓空氣充入儲(chǔ)氣筒；加載電控單元同時(shí)輸出兩路脈寬調(diào)制控制信號(hào)，分別控制組合電磁閥內(nèi)兩支比例電磁閥開度，實(shí)時(shí)調(diào)整左、右加載氣缸輸出的拉、壓力值，以形成所需的車輛側(cè)傾力矩；3）EAAS 電控單元同時(shí)根據(jù)車輛狀態(tài)信號(hào)，利用相關(guān)算法得到當(dāng)前狀態(tài)下的期望反側(cè)傾力矩，并實(shí)時(shí)控制EAAS 輸出該反側(cè)傾力矩，并通過CAN 總線將其反饋至整車仿真模型內(nèi)。

EAAS 半實(shí)物仿真試驗(yàn)臺(tái)架工作原理如圖14所示，該臺(tái)架主要部件參數(shù)如表4 和 表5 所示。

表4 拉壓力傳感器主要參數(shù)

表5 加載氣缸主要參數(shù)

圖14 半實(shí)物仿真試驗(yàn)工作原理圖

在上位機(jī)中，分別建立具有EAAS 的整車動(dòng)力學(xué)仿真模型及其模糊控制策略模型，并實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)采集、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、控制信號(hào)輸出等功能。

利用英飛凌公司具有3 顆內(nèi)核的TC275 微控制器設(shè)計(jì)了EAAS 電控單元，其主要由最小系統(tǒng)、電源子模塊、驅(qū)動(dòng)子模塊、功率子模塊、霍爾信號(hào)采集子模塊、CAN 通信子模塊等組成，如圖15 所示。EAAS 試驗(yàn)臺(tái)加載子系統(tǒng)電控單元亦采用TC275多核微控制器，其包括最小系統(tǒng)、電源子模塊、電動(dòng)氣泵驅(qū)動(dòng)子模塊、組合閥控制子模塊、CAN 通信子模塊等，如圖16 所示。

圖15 EAAS 電子控制單元

圖16 加載子系統(tǒng)電子控制單元

1）前輪角階躍輸入試驗(yàn)工況。前輪轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)見圖8，相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果如圖17 所示。

圖17 角階躍工況離線仿真與半實(shí)物仿真試驗(yàn)結(jié)果

由圖17 可知，半實(shí)物仿真試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)態(tài)值比離線仿真結(jié)果大0.2°左右，總體結(jié)果接近，表明在半實(shí)物仿真試驗(yàn)條件下，本文所提出的控制策略仍然具有較好的有效性。

2）魚鉤試驗(yàn)工況。前輪轉(zhuǎn)角輸入信號(hào)見圖10，相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果如圖18 所示。由圖18 可知，在魚鉤工況下，半實(shí)物仿真試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)態(tài)值比離線仿真結(jié)果大0.15°左右，總體結(jié)果接近，進(jìn)一步驗(yàn)證了提出的控制策略的有效性。

圖18 魚鉤工況離線仿真與半實(shí)物仿真試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

1）構(gòu)建九自由度整車動(dòng)力學(xué)仿真模型，在不同工況下對(duì)具有多工作模式的EAAS 控制策略進(jìn)行離線仿真分析，仿真結(jié)果顯示，前輪角階躍工況下，相比于被動(dòng)模式，正常模式、柔順模式和運(yùn)動(dòng)模式車身側(cè)傾角穩(wěn)態(tài)值分別減小0.7°、0.5°和0.9°。魚鉤工況下，相比于被動(dòng)模式，正常模式、柔順模式和運(yùn)動(dòng)模式車身側(cè)傾角穩(wěn)態(tài)值分別減小0.7°、0.5°和0.8°。所提出的控制策略能夠有效減小車身側(cè)傾角，且能滿足不同駕駛員的駕駛習(xí)慣。

2）搭建EAAS 控制策略的半實(shí)物試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行半實(shí)物仿真試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，前輪角階躍工況下，半實(shí)物仿真試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)態(tài)值比離線仿真結(jié)果大0.2°左右，魚鉤工況下，半實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)態(tài)值比離線仿真結(jié)果大0.15°左右，試驗(yàn)數(shù)據(jù)較為接近，進(jìn)一步驗(yàn)證了具有多工作模式的EAAS 模糊控制策略的有效性。