稳控系统质量控制模型和车辆稳定控制技术

稳控系统质量标准是进行稳控系统标定和稳控系统性能评定的依据，为了提高标准的科学性，需要分析选取的质量因素对稳控系统评价的影响。首先分析制动效能中的质量因素。根据单一路面紧急制动过程的车辆运动学分析，控制距离为

式中 S——控制距离；

v₀——制动初速度；

a_max——制动时最大速度；

t₀——制动器开始升压的滞后时间。

t₁—t₀之后，压力升至使减速度达到a_max所用时间，控制距离的第一项与v₀，a_max有关，amax由控制性能和路面附着条件决定，控制越好，则a_max越接近路面峰值附着系数对应的减速度。

车辆横摆动运动方程如式（2-52）：

式中 I_z——车辆绕横摆轴的转动惯量；

Y_aw——车辆横摆角加速度；

B₁、B2——车辆前后轴的轮距；

F_x11，Fx12，Fx21，Fx22——四个车轮的纵向力；

F_y11，Fy12，Fy21，Fy22——四个车轮的侧向力；

a、b——车辆悬上结构质心至前、后轴的距离；

δ——车轮转角。(https://www.xing528.com)

在进行车辆仿真时，认同转向盘转角与车轮转角的关系如式（2-53）：

式中 θ——转向盘转角；

i_w——转向系统的角传动比。

cosδ≈1，sinδ≈δ，在直线行驶工况下，可得：

由于前轮转角较小，在直线制动工况下，可以假定前轮测偏角与转角一致，纵向力与侧向力存在近似关系式F_y=F_xδ。由于两前轮侧向力相差不大，则可以得到车辆直线行驶时稳定的转角与两侧车轮纵向力关系如式（2-55）：

车轮纵向力即车轮制动力。从式（2-55）可以看出，在总制动力相等的情况下，当在单一路面制动时，两侧制动力可以认为相等，因此车轮转角为0，当两侧附着系数不同时，附着差异越大则车轮制动力差异越大，需要的车轮转角越大，转向盘修正转角也就越大。转向盘转角的大小还与车辆结构参数i_w、B₁、a密切相关。由于轮胎的侧偏特性，侧偏角控制在线性区间比较安全，在极限情况下侧偏角不应超过10°，则前轮转角δ最好控制在10°以下，此时i_w=18对应的最大转向盘转角在180°以内，即θ＜180°。由于制动过程中发生载荷前后转移，采用后轮低选控制策略，可以认为后轮高附侧制动力与低附制动力相同，且两后轮与前低附侧车轮的制动力系数一样，则四个车轮制动力如式（2-56）：

式中 G——车辆重力；

k_h——高附制动力系数，k_L≤k_h≤k_H，k_H是高附路面附着系数；

k_l——低附制动力系数，k_l＜k_L，k_L是低附路面附着系数；

h_g——车辆质心高度；

L——车辆轴距，L=a+b。

在对开路面上，提高稳定性，则减小转向盘修正转角，损失附着系数利用率，降低制动效能；提高制动效能，则增大转向盘修正转角，损失稳定性。转角控制由调节高附增压速率实现。