陳 松 夏長高 孫 旭

1.江蘇大學(xué),鎮(zhèn)江,212013 2.南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南通,226010

?

基于滑模變結(jié)構(gòu)理論的車輛主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿控制

陳 松1,2夏長高1孫 旭2

1.江蘇大學(xué),鎮(zhèn)江,212013 2.南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南通,226010

為實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的側(cè)傾控制，自主設(shè)計(jì)了主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿(AARB)裝置。針對(duì)車輛在側(cè)傾中存在的非線性、時(shí)變性特點(diǎn)，采用滑模變結(jié)構(gòu)控制理論建立了滑?？刂破鲝亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)理想側(cè)傾角的跟蹤，并采用魚鉤與雙移線轉(zhuǎn)向工況進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，該主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置與傳統(tǒng)被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置相比，能有效減小車輛的側(cè)傾，同時(shí)具有良好反饋特性以，有利于駕駛員對(duì)車身姿態(tài)的判斷，從而大大提高了車輛行駛的安全性與乘坐舒適性。

主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿;側(cè)傾;滑?？刂?；安全性

0 引言

當(dāng)車輛在急轉(zhuǎn)方向且轉(zhuǎn)角較大時(shí)，傳統(tǒng)被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿無法實(shí)時(shí)調(diào)整懸架側(cè)傾角剛度，對(duì)于重心較高的車輛，容易引起汽車車身出現(xiàn)過大的側(cè)傾進(jìn)而發(fā)生翻車，影響到汽車的行駛安全性。在側(cè)傾控制方面，目前主要有以下幾種主動(dòng)控制技術(shù):半主動(dòng)懸架[1]、主動(dòng)懸架[2]、主動(dòng)轉(zhuǎn)向[3]、差動(dòng)制動(dòng)[4]與主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿(activeanti-rollbar,AARB)[5-6]控制。主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿能根據(jù)汽車的轉(zhuǎn)向行駛狀況，適時(shí)地改變懸架的側(cè)傾角剛度，減小車輛的側(cè)傾，相比其他幾種控制技術(shù)能更直接、有效地控制車輛的側(cè)傾，同時(shí)主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿還具有低成本、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。文獻(xiàn) [7] 提出了一種電動(dòng)液壓控制的主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，采用前后主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的雙回路控制系統(tǒng)，通過仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證了該主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿能有效控制車輛的側(cè)傾。文獻(xiàn) [8]采用基于側(cè)向加速度的模糊PID控制，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿對(duì)車輛側(cè)傾的控制。文獻(xiàn) [9] 采用基于理想側(cè)傾角的PID控制與補(bǔ)償控制來得出控制車輛側(cè)傾所需的反側(cè)傾力矩。文獻(xiàn) [10]為輕型商用車設(shè)計(jì)了一種電動(dòng)液壓控制的主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，采用了LQ控制理論實(shí)現(xiàn)側(cè)傾控制所需的力矩。文獻(xiàn) [11] 針對(duì)空氣懸架客車側(cè)傾穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，采用變剛度橫向穩(wěn)定桿，并給出了前后懸架變剛度橫向穩(wěn)定桿角剛度關(guān)系式，通過仿真表明該裝置能夠在幾乎不影響車輛平順性的前提下，有效控制車身側(cè)傾。

以上文獻(xiàn)大多采用液壓式的主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿控制車輛的側(cè)傾或只用反側(cè)傾力矩的大小代表主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置的控制，不涉及具體的實(shí)現(xiàn)裝置。

考慮到電機(jī)控制式相比液壓控制式的主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、能耗低、不容易出現(xiàn)管路漏油等優(yōu)點(diǎn),本文提出了一種新的電動(dòng)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置。由于諧波齒輪機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)比大、體積小、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小及傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，故所設(shè)計(jì)的主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置中采用諧波齒輪機(jī)構(gòu)作為減速機(jī)構(gòu)。同時(shí)考慮到車輛在側(cè)傾中存在非線性、時(shí)變性的特點(diǎn)，采用滑?？刂破鱽韺?duì)車輛的側(cè)傾進(jìn)行主動(dòng)控制。

1 AARB結(jié)構(gòu)及車輛動(dòng)力學(xué)模型

1.1AARB結(jié)構(gòu)

圖1所示為AARB結(jié)構(gòu)示意圖，由直流電機(jī)、左右諧波齒輪減速齒輪機(jī)構(gòu)、左右穩(wěn)定半桿、左右穩(wěn)定半桿連接臂等組成?？刂破鞲鶕?jù)側(cè)傾角、側(cè)向加速度與車輪轉(zhuǎn)角控制電機(jī)電樞軸的輸出轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的電樞軸與左右兩側(cè)諧波齒輪中的波發(fā)生器相連，故兩側(cè)的諧波齒輪傳動(dòng)中，波發(fā)生器均為輸入。其中左側(cè)諧波齒輪的柔輪固定于底盤，剛輪為輸出；右側(cè)諧波齒輪的剛輪固定于底盤，柔輪為輸出；設(shè)zLS、zLF、zRS、zRF分別為左側(cè)剛輪與柔輪齒數(shù)以及右側(cè)剛輪與柔輪齒數(shù)，且取zLS=zLF+2,zRS=zRF+2(2為剛輪與柔輪的齒數(shù)差)。

1.左扭桿連接臂 2.左穩(wěn)定半桿 3.左支承構(gòu)件 4.左諧波齒輪機(jī)構(gòu)的波發(fā)生器 5.左諧波齒輪機(jī)構(gòu)的柔輪 6.左諧波齒輪機(jī)構(gòu)的剛輪 7.電機(jī)輸出軸 8.電機(jī)轉(zhuǎn)子 9.電機(jī)定子 10.殼體 11.右諧波齒輪機(jī)構(gòu)的剛輪 12.右諧波齒輪機(jī)構(gòu)的柔輪 13.右諧波齒輪機(jī)構(gòu)的波發(fā)生器 14.右支承構(gòu)件 15.右穩(wěn)定半桿 16.右扭桿連接臂圖1 主動(dòng)橫向穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)示意圖

則左側(cè)的諧波齒輪傳動(dòng)比為

(1)

右側(cè)的諧波齒輪傳動(dòng)比為

(2)

當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，汽車車身向外側(cè)傾，控制器根據(jù)車身側(cè)傾角、側(cè)向加速度的大小控制電機(jī)輸出扭矩，電機(jī)的電樞軸通過與之相連的左右諧波齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)左右穩(wěn)定半桿產(chǎn)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)，從而形成扭矩阻止車身的側(cè)傾，該力矩在減小車輛側(cè)傾的同時(shí)，有效改善左右輪胎與路面的附著狀況，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和安全性。

1.2 車輛動(dòng)力學(xué)模型的建立

圖2 整車側(cè)傾動(dòng)力學(xué)模型

以帶有主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛為研究對(duì)象，建立圖2所示的包括整車的橫擺、側(cè)傾及側(cè)向運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的三自由度整車動(dòng)力學(xué)模型。

側(cè)向：

(3)

橫擺：

(4)

側(cè)傾：

(5)

(6)

由于車輛側(cè)傾時(shí)對(duì)車輪垂直載荷的影響及輪胎的非線性特性，故側(cè)偏力采用魔術(shù)輪胎模型得到。

由直流電機(jī)的輸出特性得

TL=kaI

(7)

式中，ka為電機(jī)電流轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩的比例系數(shù);I為電機(jī)輸入電流。

由于左右側(cè)諧波齒輪傳動(dòng)比大小相等，由諧波齒輪傳動(dòng)關(guān)系得

ih=zLF/2

(8)

聯(lián)合式(6)～式(8)得

(9)

2 滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，由于離心力的作用，車身會(huì)產(chǎn)生一定的側(cè)傾，但過大的側(cè)傾會(huì)影響乘坐舒適性及導(dǎo)致駕駛員緊張，甚至?xí)斐绍囕v側(cè)傾的危險(xiǎn)。所以選定車輛的理想側(cè)傾角φref需要同時(shí)兼顧乘坐舒適性和良好的車輛側(cè)傾反饋，以滿足駕駛員對(duì)車身姿態(tài)的判斷。文獻(xiàn)[12]提出，轎車以0.4g的側(cè)向加速度進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時(shí)，其側(cè)傾角應(yīng)控制在2°～4.5°以內(nèi)；而當(dāng)車輛以0.6g的側(cè)向加速度進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時(shí)，側(cè)傾角應(yīng)控制在6°以內(nèi)。

文獻(xiàn)[13]在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上給出了車身側(cè)傾角-側(cè)向加速度曲線，如圖3所示。圖中僅給出側(cè)向加速度為正值時(shí)候的部分區(qū)域，陰影區(qū)域作為正常車輛側(cè)傾角-側(cè)向加速度變化的合理范圍，其中連續(xù)曲線表示理想側(cè)傾角曲線。本文選取理想側(cè)傾角曲線作為車輛行駛時(shí)理想目標(biāo)參考，其數(shù)值關(guān)系為

(10)

圖3 理想側(cè)傾角與側(cè)向加速度之間關(guān)系

式(10)中φref單位為(°)，ay單位為m/s2。φref關(guān)于ay的函數(shù)為分段不連續(xù)函數(shù)，在實(shí)際模型計(jì)算中無法直接應(yīng)用。因此，本文對(duì)式(10)選取車身側(cè)傾角-側(cè)向加速度曲線進(jìn)行擬合處理，擬合所得曲線如圖4所示。擬合后理想側(cè)傾角與側(cè)向加速度的函數(shù)關(guān)系如下：

φref=aexp(bay)+cexp(day)

(11)

a=0.2233b=0.3742c=-0.2233d=-0.3742

圖4 擬合后理想側(cè)傾角與側(cè)向加速度關(guān)系曲線

汽車轉(zhuǎn)向側(cè)傾時(shí)，由于輪胎側(cè)偏、軸荷載轉(zhuǎn)移的影響, 存在非線性、時(shí)變性的特點(diǎn)。作為一種非線性控制,滑?？刂瓶梢云仁瓜到y(tǒng)在一定條件下沿規(guī)定的狀態(tài)軌跡做小幅度、高頻率的上下運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)軌跡與控制對(duì)象參數(shù)以及外部干擾變化無關(guān)[14]。本文通過采用滑?？刂破鱽韺?shí)現(xiàn)對(duì)理想側(cè)傾角的跟蹤，從而保證車輛在轉(zhuǎn)向時(shí)具有良好的側(cè)傾穩(wěn)定性。

令滑模面

s=φ-φref

(12)

為提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，到達(dá)條件采用指數(shù)趨近律。由到達(dá)條件可得

(13)

式中，k、ε為滑模控制參數(shù)。

由式(3)、式(4)得

(14)

(15)

將式(14)、式(15)代入式(5)得

(16)

聯(lián)合式(12)、式(13)、式(16)得

(17)

實(shí)際控制中，由于滑?？刂拼嬖诟哳l抖振問題，合理抑制抖振成為設(shè)計(jì)滑?？刂破鞯年P(guān)鍵。指數(shù)趨近律法能很好地減弱滑模控制中的抖振。合理的趨近律設(shè)計(jì)可以在遠(yuǎn)離切換面時(shí)，使運(yùn)動(dòng)點(diǎn)趨向切換面的速度增大，以加快系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度;在趨近切換面時(shí)，其速度漸近于零，以減弱控制中的抖振。另外，采用飽和函數(shù)sat(s,δ)代替控制律中的符號(hào)函數(shù)sgn(s)，能進(jìn)一步解決抖振問題。飽和函數(shù)sat(s,δ)的表達(dá)式如下：

(18)

用飽和函數(shù)sat(s,δ)代替符號(hào)函數(shù)sgn(s)，可得

(19)

把式(19)代入式(9)得電機(jī)電流：

(20)

3 AARB臺(tái)架試驗(yàn)

車輛轉(zhuǎn)向側(cè)傾時(shí)，側(cè)向加速度會(huì)引起側(cè)傾力矩。若要維持車輛平穩(wěn)，則AARB與懸架系統(tǒng)所產(chǎn)生的側(cè)傾反力矩之和必須與之平衡。圖5為AARB臺(tái)架試驗(yàn)裝置圖,固定主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的一端，另一端通過液壓加載器進(jìn)行加載，用來模擬不同側(cè)向加速度下產(chǎn)生的側(cè)傾力矩Mroll=mshsay，在不同側(cè)傾力矩下測(cè)試AARB輸出的力矩值MA。

圖5 AARB臺(tái)架試驗(yàn)裝置圖

圖6、圖7分別為側(cè)向加速度ay、側(cè)傾角φ與AARB產(chǎn)生的側(cè)傾反力矩Uanti-roll的試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比圖。圖6中：

圖6 ay-Uanti-roll試驗(yàn)與仿真對(duì)比圖

圖7 φ-Uanti-roll試驗(yàn)與仿真對(duì)比圖

由圖6、圖7可知，隨著側(cè)向加速度與側(cè)傾角的變化，由AARB試驗(yàn)得出的側(cè)傾反力矩值與仿真得到的曲線較吻合，從而驗(yàn)證了仿真模型的正確性。

4 仿真驗(yàn)證與分析

為驗(yàn)證主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿在主動(dòng)側(cè)傾控制方面的效果，本文以某SUV車輛為研究對(duì)象，搭建整車動(dòng)力學(xué)控制模型，采用雙移線工況和魚鉤工況進(jìn)行仿真及結(jié)果分析。該車輛的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

表1 車輛主要參數(shù)

m(kg)1500lf(m)1．35ms(kg)1374lr(m)1．25Ixs(kg·m2)720hs(m)0．45Iz(kg·m2)2414h(m)0．55Ix(kg·m2)580kφ(N/m)58000Ixzs(kg·m2)285cφ(N·s/m)1700d(m)0．76ih200

4.1 雙移線工況

仿真時(shí),對(duì)車速為60km/h、行駛在附著系數(shù)為0.85的良好路面上的車輛進(jìn)行仿真試驗(yàn),轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入如圖8所示。對(duì)不施加控制的被動(dòng)系統(tǒng)與主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真對(duì)比，仿真結(jié)果如圖9～圖12所示。

圖8 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角雙移線輸入

圖9 車身側(cè)傾角響應(yīng)曲線(雙移線工況)

圖10 車身側(cè)傾角速度響應(yīng)曲線(雙移線工況)

圖11 橫向載荷轉(zhuǎn)移率響應(yīng)曲線(雙移線工況)

圖12 側(cè)向加速度與側(cè)傾角的關(guān)系圖(雙移線工況)

由圖9、圖10可知，采用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿將車輛的最大側(cè)傾角與最大側(cè)傾角速度分別控制在1.8°與2.2(°)/s。而被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛最大側(cè)傾角與最大側(cè)傾角速度分別為4.2°與6.2(°)/s。故采用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛相對(duì)于被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛在側(cè)傾角與側(cè)傾角速度方面分別減小了57.1%與64.5%，且響應(yīng)曲線平順，超調(diào)量小。在圖11中，采用被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿車輛的橫向載荷轉(zhuǎn)移率(LTR)峰值在0.35，而采用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的LTR峰值為0.2。相對(duì)被動(dòng)式而言，主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿在LTR方面減小了42.8%，這有助于防止車輛側(cè)翻及改善輪胎的垂直力。由圖12發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角雙移線輸入下，采用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛的側(cè)向加速度的取值范圍為-5～5m/s2，側(cè)傾角的取值范圍為-2°～2°。采用被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛的側(cè)向加速度的取值范圍為-5～5m/s2，側(cè)傾角的取值范圍為-5°～5°。對(duì)照?qǐng)D4可以發(fā)現(xiàn)，采用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿車輛的側(cè)傾角與側(cè)向加速度的變化關(guān)系與所提出的兩者理想關(guān)系具有較好的一致性，使得駕駛員能夠保持一定的側(cè)傾感。這有利于轉(zhuǎn)向行駛的車輛在側(cè)傾角增大時(shí)，駕駛員通過自身修正來避免車輛側(cè)翻，從而提高車輛的行駛安全性。

4.2 魚鉤工況

由于魚鉤轉(zhuǎn)向工況是汽車側(cè)翻試驗(yàn)中最惡劣的行駛工況之一，常用于測(cè)試車輛在極限工況下的側(cè)傾穩(wěn)定性。本文也采用魚鉤轉(zhuǎn)向輸入(轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入如圖13所示)對(duì)車速為80km/h、行駛在附著系數(shù)為0.8的良好路面上的車輛進(jìn)行仿真試驗(yàn)。

圖13 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角魚鉤輸入

由圖14、圖15對(duì)比可知，采用本文設(shè)計(jì)的主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿相比于被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿，在車輛的側(cè)傾角與側(cè)傾角速度方面減小均超過50%。更重要的是，由圖16可知，采用被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛由于側(cè)傾角過大，導(dǎo)致車輛LTR值接近1，即將出現(xiàn)車輛的側(cè)翻；而采用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置的車輛的LTR峰值不到0.6，故采用主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿控制的車輛具有較好的抗側(cè)翻能力。

圖14 車身側(cè)傾角響應(yīng)曲線(魚鉤工況)

圖15 車身側(cè)傾角速度響應(yīng)曲線(魚鉤工況)

圖16 橫向載荷轉(zhuǎn)移率響應(yīng)曲線(魚鉤工況)

由圖17可知，在魚鉤輸入下，具有主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的車輛的側(cè)向加速度的大小為-8～8m/s2，側(cè)傾角的大小為-4°～4°，兩者間的變化關(guān)系與圖4中的理想側(cè)傾角與側(cè)向加速度的關(guān)系具有較好的一致性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)理想側(cè)傾角的跟蹤及滿足良好的車輛側(cè)傾反饋特性以實(shí)現(xiàn)駕駛員對(duì)車身姿態(tài)的判斷，同時(shí)兼顧了車輛安全性與乘坐舒適性。而由被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的側(cè)向加速度與側(cè)傾角的關(guān)系圖可以發(fā)現(xiàn)，采用被動(dòng)橫向穩(wěn)定桿控制的車輛側(cè)傾角較大且存在較大波動(dòng)，容易造成駕駛員緊張，同時(shí)存在側(cè)翻的危險(xiǎn)，故不能有效保證車輛的安全性與乘坐舒適性。

圖17 側(cè)向加速度與側(cè)傾角的關(guān)系圖(魚鉤工況)

5 結(jié)論

(1)針對(duì)車輛在急轉(zhuǎn)方向且轉(zhuǎn)角較大時(shí)，容易發(fā)生側(cè)翻的特點(diǎn)，自主設(shè)計(jì)了電動(dòng)式主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿裝置控制車輛側(cè)傾。即ECU根據(jù)車輛的運(yùn)行工況控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，通過諧波齒輪機(jī)構(gòu)使得橫向穩(wěn)定桿產(chǎn)生合適的反側(cè)傾力矩來控制車輛的側(cè)傾，有效避免車輛出現(xiàn)側(cè)翻。

(2)由于車輛在側(cè)傾中存在非線性、時(shí)變性的特點(diǎn)，運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)控制理論設(shè)計(jì)了滑?？刂破?，來實(shí)現(xiàn)對(duì)理想側(cè)傾角的跟蹤。

(3) 采用雙移線與魚鉤工況進(jìn)行仿真試驗(yàn)，通過仿真試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用AARB的車輛能有效控制車輛的側(cè)傾，保證車輛側(cè)傾時(shí)具有良好的反饋特性，有效提高了車輛行駛的安全性與乘坐舒適性。

[1] 褚端峰，李剛炎.半主動(dòng)懸架汽車防側(cè)翻控制的研究[J]. 汽車工程, 2012, 34(5):400-432.ChuDuanfeng,LiGangyan.AResearchonAnti-rolloverControlforVehicleswithSemi-activeSuspension[J].AutomotiveEngineering, 2012, 34(5):400-432.

[2]YimS,ParkY,YiK.DesignofActiveSuspensionandElectronicStabilityProgramforRolloverPrevention[J].InternationalJournalofAutomotiveTechnology, 2010, 11(2):147-153.

[3]LiQ,ShiG,WeiJ,etal.YawStabilityControlofActiveFrontSteeringwithFractional-orderPIDController[C]//InformationEngineeringandComputerScience(ICIECS).Qingdao, 2009:1-4.

[4]LuJ，MessihD，SalibA.AnEnhancementtoanElectronicStabilityControlSystemtoIncludeaRolloverControlFunction[J].SAEPaper,2007(1):809-813.

[5]Gosselin-BrissonS，BouazaraM，RichardMJ．Des-ignofanActiveAnti-rollBarforOff-roadVehicles[J].ShockandVibration,2009，16(2):155-174．

[6]CronjéPH,ElsPS,ImprovingOff-roadVehicleHandlingUsinganActiveAnti-rollBar[J].JournalofTerramechanics, 2010, 47(3):179-189.

[7]GaffneyEF.HighEfficiency2ChannelActiveRollControlSystem[J].SAEPaper, 2009-01-0222.

[8] 唐新蓬，段小成.汽車側(cè)傾穩(wěn)定主動(dòng)控制系統(tǒng)的仿真研究[J]，汽車技術(shù),2008(8):23-27.TangXinpeng,DuanXiaocheng.SimulationandStudyofVehicleRollActiveControlSystem[J].AutomobileTechnology, 2008(8):23-27.

[9] 周兵，呂緒寧，范璐，等.主動(dòng)懸架與主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的集成控制[J].中國機(jī)械工程2014，25(14)：1978-1983.ZhouBing,LüXuning,FanLu,etal.IntegratedControlofActiveSuspensionSystemandActiveRollStabilizer[J].ChinaMechanicalEngineering, 2014，25(14)：1978-1983.

[10]VargaB,NemethB,GasparP.ControlDesignofAnti-rollBarActuatorBasedonConstrainedLQMethod[C]//InternationalSymposiumonComputationalIntelligenceandInformatics.Budapest, 2013:31-36.

[11] 李俊偉，唐應(yīng)時(shí)，王為才，等. 應(yīng)用變剛度橫向穩(wěn)定桿的客車側(cè)傾控制[J].現(xiàn)代制造工程，2012(8):12-16.LiJunwei,TangYingshi，WangWeicai,etal.RollMotionControlofBusBasedonVariableStiffnessAnti-rollBar[J].ModernManufacturingEngineering, 2012(8):12-16.

[12] 胡久強(qiáng), 陳顯莉, 羅亮,等. 基于MATLAB的汽車側(cè)傾角剛度匹配及穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程, 2013, 51(7):21-24.HuJiuqiang,ChenXianli,LuoLiang,etal.TheMatchingofVehicleRollAngleStiffnessandDesignofAnti-rollBarBasedonMATLAB[J].AgriculturalEquipment&VehicleEngineering,2013, 51(7):21-24.

[13]Lindvai-SoosD.FunctionDevelopmentProcessoftheElectricAntiRollStabilizerEARS[R].Ontario:ProjectHouseofMagna,2008.

[14] 劉永信，陳志梅，方健，等.現(xiàn)代控制理論[M].北京:中國林業(yè)出版社, 2006.

(編輯 王旻玥)

ControlonAARBofVehicleBasedonSlidingModeVariableStructureTheory

ChenSong1,2XiaChanggao1SunXu2

1.JiangsuUniversity,Zhenjiang，Jiangsu,212013 2.NantongShippingCollege,Nantong，Jiangsu,226010

Inordertocontroltherollingofvehicle,AARBwasdesigned.Fornonlineartime-varyingcharacteristicsintherollmotions,aslidingmodecontrollerwasdesignedtotracktheidealrollangleonthebasisoftheproposedAARBandthecontroller,steeringsimulationswiththefishhookmaneuveranddoublelanechangemaneuverwerecarriedouttotestthevalidityoftheproposedcontrolstrategyintheaspectofrollcontrollingwithAARB.Stimulationsshowthatthemethodiseffectiveinreducingtherollingofthevehicleandhavinggoodfeedbacktothedriverforjudgingthevehiclebodyposturecomparedtothepassiveanti-rollbar.Therefore,thesafetyandcomfortofthevehiclewithAARBisgreatlyimproved.

activeanti-rollbar(AARB);roll;slidingmodecontrol;safety

2016-06-21

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51575001);江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃資助項(xiàng)目(CXLX12_0629)

U461

10.3969/j.issn.1004-132X.2016.23.022

陳 松,男，1981年生。江蘇大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院博士研究生，南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系講師。主要研究方向?yàn)槠囅到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制。發(fā)表論文10余篇。夏長高，男，1965年生。江蘇大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師。孫 旭，男，1974年生。南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系副教授、高級(jí)工程師。