车辆转向系统和互联悬架集成控制策略及智能优化方法研究

In order to improve comfort, handling and active safety performance of vehicle,different dynamic control system,such as AFS(active front-wheel steering)，EPS(electrical power steering), ASS(active suspension system),were applied on the modern vehicle.At present,these all had the relatively mature theory in respective research area，but because the suspension system and the steering system are not the two isolated systems，but has certainly mutually the coupling function，Therefore the simple superimposition control can not obtain the most superior performance of the two systems，therefore as obtain the more superior entire vehicle overall performance to have to rely on the two systems control coordinated，namely,integrated control.So, the project will do some research on the relationship among the AFS,EPS and interconnected suspension ,and do deeply research on integrated control and experimentation based on layered hierarchical control and intelligent optimization theory. In order to achieve better vehicle comfort, handling and active safety performance ，research on integrated control and intelligent optimization will be carried on in the project, which is one of the key technology of integrated control.The method of the project can be used to other chassis integrated control,so the research must be important theory significance and pragmatic value.

为提高汽车的舒适性、操纵性和主动安全性，各种动力学控制系统，如电动助力转向系统(EPS)、主动前轮转向系统（AFS）、主动悬架系统(ASS)等相继应用到现代汽车上。目前对各个单独子系统的研究已经取得了许多的成果，但是由于悬架子系统与转向子系统之间的耦合影响，单独对每个子系统的控制未必能获得最优的综合性能，所以对悬架和转向的集成控制便显得非常必要。因此，本项目针对主动前轮转向、电动助力转向和互联悬架之间的相互关系、协调机理及对整车动力学控制的进行研究，基于分层递阶和智能优化理论，对其进行集成控制研究和试验研究，在此基础上进行基于提升行驶舒适性、操纵稳定性和安全性等综合性能控制方法和基于遗传算法的多目标优化方法的研究，这些问题的解决是实现底盘集成控制的关键技术之一。该项目的研究方法可以广泛应用到其它形式的底盘集成控制系统中，因此该课题的研究具有重要的理论意义和实用价值。

为提高汽车的舒适性、操纵性和主动安全性，各种动力学控制系统，如电动助力转向系统(EPS)、主动前轮转向系统（AFS）、主动悬架系统(ASS)等相继应用到现代汽车上。由于目前这些子系统都是主要在某个方向上（如侧向、垂向）影响汽车的行驶动力学行为，在其它方向上对汽车行驶性能影响的考虑有限，因此对悬架和转向系统的集成控制极有必要。本项目针对主动前轮转向、电动助力转向和互联悬架各个子系统的功能特点，对该些系统进行了建模和控制方面的理论和试验研究，结果表明通过对单个子系统的分析可以进一步提高其主要功能的实现效果；在此基础上，根据该些子系统之间的相互耦合关系和协调机理，基于分层递阶和智能优化理论，对其进行集成控制研究和试验研究。具体而言，项目建立了考虑底层子系统动力学特性的模型和子控制系统，设计了基于卡尔曼滤波的车辆关键状态观测系统，构造了基于相平面法的子系统介入与退出机制，完成了基于分层递阶智能控制及遗传算法多目标优化的横向/垂向动力学集成协调控制，主要解决基于AFS、EPS和主动互联悬架共同作用下综合性能的优化和基于遗传算法的多目标优化问题。研究结果表明，所设计的协调控制系统综合提升了车辆的舒适性、操稳性及主动安全性，相应研究成果具有重要的理论意义和实用价值，项目的研究方法可以广泛应用到其它形式的底盘集成控制系统中。