陳 山，皮大偉，孔振興，史洋洋

(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京 210094)

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基于dSPACE的液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

陳 山，皮大偉，孔振興，史洋洋

(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京 210094)

為研究液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿對(duì)汽車在高速轉(zhuǎn)向時(shí)側(cè)傾穩(wěn)定性的影響，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿硬件在環(huán)(hardware-in-the-loop，HIL)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。以單/雙軸通用穩(wěn)定桿實(shí)驗(yàn)臺(tái)架為基礎(chǔ)，使用MC9S12DG128單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)控制器，利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)運(yùn)行整車動(dòng)力學(xué)模型，研究典型轉(zhuǎn)向工況和不同類型路面激勵(lì)情況下的液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿對(duì)車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的改善情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠很好地模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為主動(dòng)穩(wěn)定桿系統(tǒng)的開發(fā)提供了有力的支持。

車輛工程；液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿；側(cè)傾穩(wěn)定性；dSPACE；HIL仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

穩(wěn)定桿是汽車懸架的重要組成部分，由彈簧鋼制成，兩端橫向連接在兩側(cè)懸架上，主體部分通過襯套與車身連接。汽車發(fā)生側(cè)傾時(shí)，左右懸架變形不同，穩(wěn)定桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，此時(shí)利用自身的扭轉(zhuǎn)反力，穩(wěn)定桿通過襯套對(duì)車身產(chǎn)生反側(cè)傾力矩抑制車身側(cè)傾[1]。傳統(tǒng)被動(dòng)穩(wěn)定桿因面世早、成本低而得以大規(guī)模的應(yīng)用，但其扭轉(zhuǎn)剛度固定，不能根據(jù)汽車具體行駛狀況調(diào)整懸架側(cè)傾剛度，在高速轉(zhuǎn)向時(shí)汽車容易產(chǎn)生較大側(cè)傾，使駕駛員產(chǎn)生疲勞感和不安全感，容易發(fā)生側(cè)翻事故[2]。相比被動(dòng)穩(wěn)定桿，主動(dòng)穩(wěn)定桿(active roll control system，ARC)在其基礎(chǔ)上添加了作動(dòng)器及相應(yīng)控制裝置，使穩(wěn)定桿的剛度可調(diào)，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)反側(cè)傾力矩的大小，有效減小車身側(cè)傾角，防止汽車側(cè)翻[3-5]。目前，國外研究機(jī)構(gòu)通過對(duì)主動(dòng)穩(wěn)定桿的不斷研究，取得了較大進(jìn)展。例如：SORNIOTTI等[6]設(shè)計(jì)了一種ARC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，分別以液壓缸油壓和推桿位移為控制目標(biāo)進(jìn)行研究，得到2種控制思路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比；CIMBA等[7]通過一系列實(shí)驗(yàn)，研究了不同的液壓閥、油管長(zhǎng)度等對(duì)穩(wěn)定桿性能的影響。中國一些高校也對(duì)ARC系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)研究，并取得了一定的成果[8-9]，如合肥工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過AMEsim仿真與臺(tái)架實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相互印證[10]。

根據(jù)作動(dòng)器的不同，主動(dòng)穩(wěn)定桿可分為液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿和電機(jī)式主動(dòng)穩(wěn)定桿。本文以液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿硬件在環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)由ECU及dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、主動(dòng)穩(wěn)定桿、傳感器、上位機(jī)等組成，可用于研究單軸或雙軸(前、后軸)主動(dòng)穩(wěn)定桿在汽車高速轉(zhuǎn)向、不同路面激勵(lì)和典型轉(zhuǎn)向工況行駛環(huán)境下對(duì)車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的改善情況。

1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)概況

為便于深入研究，將該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)為單/雙軸穩(wěn)定桿構(gòu)架，既可以單軸液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿為研究對(duì)象，也可深入研究，對(duì)反側(cè)傾力矩進(jìn)行前、后軸動(dòng)態(tài)分配，研究雙軸主動(dòng)穩(wěn)定桿對(duì)汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)充分考慮了路面(如平坦公路和崎嶇山路)不平度對(duì)汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的影響，設(shè)計(jì)一種路面激勵(lì)發(fā)生系統(tǒng)，模擬路面對(duì)懸架的垂向激勵(lì)，研究主動(dòng)穩(wěn)

定桿在不同路面類型下對(duì)汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的改善情況。

液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿HIL實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有以下功能：1)模擬不同轉(zhuǎn)向工況及路面類型；2)驗(yàn)證控制算法，對(duì)控制算法進(jìn)行優(yōu)化處理；3)檢驗(yàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否符合要求，電路設(shè)計(jì)是否合理。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要參數(shù)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

1.1 ARC基本原理

圖1 液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿物理模型Fig.1 Physical model of hydraulic active stabilizer bar

圖1是液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿物理模型，作動(dòng)器(液壓缸)推桿與穩(wěn)定桿伸出臂鉸接，對(duì)穩(wěn)定桿的輸出力矩為MActuator，穩(wěn)定桿受該力矩的影響發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形并通過襯套對(duì)車身產(chǎn)生反側(cè)傾力矩MARC。作動(dòng)器輸出力矩MActuator和反側(cè)傾力矩MARC的換算關(guān)系見式(1)和式(2)。

(1)

(2)

式中：Fbar為作動(dòng)器對(duì)伸出臂的作用力；MARC為反側(cè)傾力矩；MActuator為作動(dòng)器輸出力矩；m為穩(wěn)定桿長(zhǎng)度；b為伸出臂長(zhǎng)度。

式(3)為作動(dòng)器輸出力矩MActuator與控制目標(biāo)(推桿位移xt)的關(guān)系式，控制器通過控制作動(dòng)器推桿位移，調(diào)節(jié)反側(cè)傾力矩的大??；k1，k2為目標(biāo)位移與輸出力矩之間的比例常數(shù)，分別為0.002 5 N-1和0.002 7 N-1。

1.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成

液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿硬件在環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。該平臺(tái)包含3個(gè)子系統(tǒng)：

1) 單/雙軸通用實(shí)驗(yàn)臺(tái)架 包括前、后軸液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿，路面激勵(lì)發(fā)生系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，傳感器和鋼架結(jié)構(gòu)；

2) dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng) 運(yùn)行車輛動(dòng)力學(xué)模型，生成車輛狀態(tài)信號(hào)(側(cè)傾角、橫向加速度等)，輸出到控制ECU中；

3) 控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)由ECU、驅(qū)動(dòng)板、CAN總線及相應(yīng)電路組成，根據(jù)車輛行駛狀況控制作動(dòng)器輸出反側(cè)傾力矩，抑制車輛側(cè)傾。

圖2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)原理圖Fig.2 Experimental platform structure schematic

1.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行原理

dSPACE內(nèi)部運(yùn)行車輛動(dòng)力學(xué)模型，以方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)和拉壓力傳感器信號(hào)為模型的輸入信號(hào)。通過相關(guān)算法將拉壓力傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成作用在車輛模型上的反側(cè)傾力矩，計(jì)算出該力矩在汽車高速轉(zhuǎn)向的行駛狀態(tài)下對(duì)車身側(cè)傾的影響，并生成相應(yīng)車輛行駛狀態(tài)信息(車速、方向盤轉(zhuǎn)角、側(cè)傾角、橫向加速度)，通過CAN總線輸入到ECU中。

ECU以上述車輛行駛狀態(tài)信息為輸入，通過這些信息判斷汽車行駛狀態(tài)。位移傳感器測(cè)量作動(dòng)器推桿位移并反饋到ECU中，ECU以推桿位移為目標(biāo)，依據(jù)控制策略向電磁開關(guān)閥發(fā)出控制信號(hào)，利用電磁開關(guān)閥實(shí)現(xiàn)對(duì)作動(dòng)器動(dòng)作的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反側(cè)傾力矩的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，ECU通過油壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓油的油壓，利用比例溢流閥將其維持在8 MPa。

路面不平度對(duì)車輛側(cè)傾穩(wěn)定性有很大的影響[11-12]。為了能在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上將其體現(xiàn)出來，路面激勵(lì)發(fā)生系統(tǒng)直接作用于穩(wěn)定桿作動(dòng)器上，使作動(dòng)器跟隨路面激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)，模擬路面對(duì)懸架的垂向激勵(lì)，便于研究不同路面情況下主動(dòng)穩(wěn)定桿對(duì)車輛側(cè)傾穩(wěn)定性的改善情況。

2 子系統(tǒng)主要架構(gòu)及特點(diǎn)

2.1 單/雙軸ARC通用實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)

單/雙軸ARC通用實(shí)驗(yàn)臺(tái)架由液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿、路面激勵(lì)發(fā)生系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、傳感器和鋼架結(jié)構(gòu)組成。液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿由傳統(tǒng)被動(dòng)穩(wěn)定桿和作動(dòng)器(液壓缸)組成。液壓系統(tǒng)(如圖3所示)包括液壓泵站、控制閥、管道等，主要功能是為主動(dòng)穩(wěn)定桿提供液壓動(dòng)力并根據(jù)ECU控制指令調(diào)整作動(dòng)器的動(dòng)作。

拉壓力傳感器是實(shí)時(shí)測(cè)量穩(wěn)定桿輸出反側(cè)傾力矩的關(guān)鍵部件。穩(wěn)定桿通過襯套固定在拉壓力傳感器的受力面，當(dāng)穩(wěn)定桿產(chǎn)生反側(cè)傾力矩時(shí)會(huì)對(duì)該傳感器施加作用力，dSPACE通過分析該作用力估算出穩(wěn)定桿輸出的反側(cè)傾力矩。位移傳感器用于測(cè)量液壓缸推桿位移，該物理量是ECU的控制目標(biāo)。

路面激勵(lì)發(fā)生系統(tǒng)由激勵(lì)發(fā)生器(液壓缸)和工控機(jī)組成，激勵(lì)發(fā)生器與穩(wěn)定桿作動(dòng)器呈縱向排列，激勵(lì)發(fā)生器推桿與作動(dòng)器末端鉸接，工控機(jī)根據(jù)設(shè)置的路面不平度控制激勵(lì)發(fā)生器，推動(dòng)穩(wěn)定桿作動(dòng)器發(fā)生振動(dòng)，以模擬路面對(duì)懸架的垂向激勵(lì)，兩者的安裝關(guān)系如圖4所示。

圖3 液壓系統(tǒng)Fig.3 Hydraulic system

圖4 ARC安裝位置圖Fig.4 ARC installation location

圖5 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架液壓原理簡(jiǎn)圖Fig.5 Hydraulic principle diagram of experimental bench

圖5為ARC實(shí)驗(yàn)臺(tái)架液壓原理簡(jiǎn)圖(包含前軸主動(dòng)穩(wěn)定桿和對(duì)應(yīng)激勵(lì)發(fā)生器)。液壓油經(jīng)柱塞泵從油箱內(nèi)泵出后，流過比例溢流閥8將油壓維持在8 MPa。液壓缸2為穩(wěn)定桿作動(dòng)器，其推桿與穩(wěn)定桿伸出臂鉸接，末端與路面激勵(lì)發(fā)生器(液壓缸1)推桿鉸接。路面激勵(lì)發(fā)生器受三位四通閥3的控制，推(拉)動(dòng)作動(dòng)器以模擬路面對(duì)懸架的垂向激勵(lì)。電磁開關(guān)閥4，5，6，7控制液壓缸2的動(dòng)作，當(dāng)閥4和閥5打開、閥6和閥7關(guān)閉時(shí)，液壓缸推桿向外運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)穩(wěn)定桿伸出臂輸出正向反側(cè)傾力矩；當(dāng)閥4和閥5關(guān)閉、閥6和閥7打開時(shí)，推桿向內(nèi)拉動(dòng)伸出臂，穩(wěn)定桿輸出逆向反側(cè)傾力矩。

2.2 dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)

dSPACE是一套基于Matlab/Simulink 的控制系統(tǒng)開發(fā)與測(cè)試平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)與HIL實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的無縫連接，具有組合性強(qiáng)、快速性好、可靠性高、實(shí)時(shí)性好、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)[13]。本系統(tǒng)使用的dSPACE以DS1401板卡為核心，運(yùn)行14自由度(縱向、側(cè)向、橫擺、側(cè)傾、俯仰、車身的垂向運(yùn)動(dòng)、4個(gè)車輪的垂向與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))車輛動(dòng)力學(xué)模型[14]，模型主要參數(shù)源于文獻(xiàn)[15]。

2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)(見圖6)是主動(dòng)穩(wěn)定桿的核心組成，包括ECU、電磁閥驅(qū)動(dòng)板、CAN總線及相應(yīng)附屬電路。ECU使用MC9S12DG128單片機(jī)作為控制單元，該單片機(jī)是飛思卡爾公司推出的16位汽車級(jí)單片機(jī)，資源豐富，功能強(qiáng)大[16-17]，能夠滿足液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿控制系統(tǒng)的需求。針對(duì)電磁開關(guān)閥開關(guān)頻率高、瞬間電流大的特點(diǎn)，使用場(chǎng)效應(yīng)管IRF540為電磁閥的驅(qū)動(dòng)器。ECU與dSPACE通過CAN總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞[18]，位速率為250 KB/s。

圖6 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.6 Structure diagram of control system

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 條件設(shè)置

圖7 DLC轉(zhuǎn)向工況前輪轉(zhuǎn)角Fig.7 DLC steering wheel angle

為研究ARC系統(tǒng)在汽車高速避險(xiǎn)、高速超車[19]等情況下對(duì)汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的影響，選擇雙移線轉(zhuǎn)向(DLC)工況進(jìn)行單軸HIL仿真實(shí)驗(yàn)[20]，DLC轉(zhuǎn)向工況前輪轉(zhuǎn)角如圖7所示。設(shè)置車輛初速度為80 km/h，路面附著系數(shù)為0.8。ECU控制器采用分層控制原理，上層控制器使用“PID+前饋”控制算法用于計(jì)算反側(cè)傾力矩，下層控制器采用BangBang控制算法，控制作動(dòng)器輸出該力矩[21]。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

DLC轉(zhuǎn)向工況實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖8，側(cè)傾角對(duì)比見圖9。

圖8 DLC轉(zhuǎn)向工況實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Experimental results of DLC steering condition

圖9 側(cè)傾角對(duì)比Fig.9 Comparison of roll angle

由圖8可知，在DLC轉(zhuǎn)向工況下，主動(dòng)穩(wěn)定桿作動(dòng)器推桿實(shí)際位移與目標(biāo)位移差值較小，控制目標(biāo)的跟隨性較好；車身側(cè)傾角最大值為1.2°，側(cè)傾角速度最大值為6.4°/s。由圖9可知，在被動(dòng)穩(wěn)定桿的情況下，車身側(cè)傾角明顯偏離目標(biāo)值，最大差值為3.2°。由2種情況下相對(duì)比可知，主動(dòng)穩(wěn)定桿的性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)被動(dòng)穩(wěn)定桿。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，主動(dòng)穩(wěn)定桿可以有效地提高車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性，減小車身側(cè)傾角。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)架能夠滿足主動(dòng)穩(wěn)定桿的實(shí)驗(yàn)要求。

4 結(jié) 語

本文設(shè)計(jì)的液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿HIL實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集成了控制器、實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、車輛模型等模塊，單/雙軸通用實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能的多樣化，利于深入研究。路面激勵(lì)發(fā)生器的設(shè)計(jì)能夠模擬路面對(duì)懸架的垂向激勵(lì)，更貼近實(shí)際地反映液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿在復(fù)雜路況下對(duì)汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的改善。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠很好地模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，驗(yàn)證控制算法，縮短研發(fā)周期，可為ARC系統(tǒng)的開發(fā)提供有力支持。

限于現(xiàn)有技術(shù)的不足和成本因素，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿用的液壓閥數(shù)量較多、體積較大，不能直接安裝在實(shí)車上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下一步將針對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)的不足展開液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿系統(tǒng)專用集成閥塊的研究，將系統(tǒng)使用的液壓閥集成在一個(gè)液壓閥塊上，減小系統(tǒng)空間的占用，為上車實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。

[1] 孫浩，趙韓，黃康， 等.基于單片機(jī)的一種車用穩(wěn)定桿控制系統(tǒng)研究[J].機(jī)械與電子,2012(2):19-21. SUN Hao, ZHAO Han, HUANG Kang, et al. Research of the control system of automotive stabilizer bar ased on MCU[J]. Machinery & Electronics, 2012(2): 19-21.

[2] 趙志國，王冬冬. 重型車輛側(cè)翻預(yù)警技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 34(2): 108-112. ZHAO Zhiguo, WANG Dongdong. Research status and development trend of side tumbling pre-warning technology of heavy vehicle[J]. Journal of Hebei University of Science and Technology, 2013, 34(2): 108-112.

[3] 嚴(yán)天一，高漸寶，劉大維，等.基于主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿的自卸汽車作業(yè)穩(wěn)定性[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào), 2009,24(4)：82-86. YAN Tianyi, GAO Jianbao, LIU Dawei,et al. Roll stability of dump trucks with active anti-rollover bars[J]. Journal of Qingdao University, 2009, 24(4): 82-86.

[4] 鄭恩瑞，夏長(zhǎng)高，陳松.基于主動(dòng)橫向穩(wěn)定器的車輛穩(wěn)定性研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2015, 34(12)：1952-1955. ZHENG Enrui, XIA Changgao, CHEN Song. Studying stability of vehicle equipped with active anti-roll controller[J].Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2015, 34(12): 1952-1955.

[5] 夏如艇，武馬修一.采用電機(jī)作動(dòng)器的主動(dòng)懸架系統(tǒng)的仿真[J].汽車工程,2013, 35(5)：445-450. XIA Ruting, BUMA Shunichi. A simulation of active suspension system with motor actuator[J]. Automotive Engineering, 2013, 35(5)：445-450.

[6] SORNIOTTI A, MORGANDO A, VELARDOCCHIA M. Active roll control: System design and hardware-in-the-loop test bench[J]. Vehicle System Dynamics, 2006, 44(9):489-505.

[7] CIMBA D, WAGNER J, BAVISKAR A. Investigation of active torsion bar actuator congifurations to reduce vehicle body roll[J]. Vehicle System Dynamics, 2006, 44(9): 719-736.

[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. TANG Xinpeng, DUAN Xiaocheng. Simulation and study of vehicle roll active control system[J]. Automotive Technology, 2008(8): 23-27.

[9] 周兵，顏丙超，呂緒寧.基于主動(dòng)橫向穩(wěn)定桿和AFS的車輛穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制[J].振動(dòng)與沖擊，2015,34(18)：111-117. ZHOU Bing, YAN Bingchao, LYU Xuning. Coordinated control of vehicle yaw and roll stability based on ARS and AFS[J]. Journal of Vibration and Shock, 2015, 34(18): 111-117.

[10]韓松博.基于AMEsim的汽車自動(dòng)穩(wěn)定桿液壓系統(tǒng)研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2011. HAN Songbo. Research on the Hydraulic System of Automobile Automatic Stabilizer Bar Based on AMEsim[D].Hefei: Hefei University of Technology，2011.

[11]徐延海.考慮路面不平度的汽車穩(wěn)定性控制的研究[J].汽車工程，2005, 27(3): 330-333. XU Yanhai.Investigation into vehicle stability control with the consideration of road surface roughness[J]. Automotive Engineering, 2005, 27(3): 330-333.

[12]段虎明，石峰，謝飛，等.路面不平度研究綜述[J].振動(dòng)與沖擊，2009, 28(9): 95-101. DUAN Huming, SHI Feng, XIE Fei, et al. A survey of road roughness study[J]. Journal of Vibration and Shock, 2009, 28(9): 95-101.

[13]馬培蓓，吳進(jìn)華，紀(jì)軍，等. dSPACE實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)軟件環(huán)境及應(yīng)用[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào), 2004, 16(4): 667-670. MA Peibei,WU Jinhua,JI Jun,et al. Software environment and application of dSPACE real-time simulation platform[J]. Journal of System Simulation, 2004, 16(4): 667-670.

[14]GHIKE C, TAEHYUN S. 14 Degree-of-Freedom Vehicle Model for Roll Dynamics Study[R].[S.l.]:SAE Technical Paper, 2006:176-182.

[15]王金湘.基于多Agent的車輛底盤集成控制系統(tǒng)的研究[D].南京：東南大學(xué)，2010. WANG Jinxiang.Study on Multi-Agent Based Integrated Vehicle Chassis Control System[D].Nanjing: Southeast University, 2010.

[16]曾軍. 基于MC9S12DG128單片機(jī)的智能尋跡車設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程, 2009, 17(3): 54-56. ZENG Jun. Design of an intelligent-searching track car based on MC9S12DG128 SCM [J]. Electronic Design Engineering, 2009, 17(3): 54-56.

[17]王坤，程安宇，張黎紅,等. MC9S12DG128在汽車高低速CAN網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2006(7): 45-48. WANG Kun, CHENG Anyu, ZHANG Lihong,et al. Application of MC9S12DG128 in automotive high speed and low speed CAN network[J]. Microcontrollers & Embedded System, 2006(7): 45-48.

[18]王悅新，武中峰，孫遠(yuǎn)濤,等. 基于dSPACE的CAN總線通訊程序的開發(fā)[J]. 黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào), 2011, 25(3): 10-13. WANG Yuexin, WU Zhongfeng, SUN Yuantao,et al. CAN communication program development based on dSPACE[J]. Journal of Heilongjiang Institute of Technology, 2011, 25(3): 10-13.

[19]王良模，安麗華，吳志林，等.基于多體動(dòng)力學(xué)的ESP控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2011, 35(2): 213-218. WANG Liangmo, AN Lihua, WU Zhilin,et al. Joint simulation for ESP control system based on multibody dynamics[J]. Journal of Nanjing University of Science and Technology, 2011, 35(2): 213-218.

[20]湯敏. 運(yùn)動(dòng)型多功能汽車防側(cè)翻控制與評(píng)價(jià)方法研究[D]. 長(zhǎng)春: 吉林大學(xué), 2011. TANG Min. Research on Anti-Rollover Control and Evaluation Method for Sport Utility Vehicle[D]. Changchun: Jilin University, 2011.

[21]KONG Zhenxing, PI Dawei, WANG Hongliang,et al. Design and evaluation of a hierarchical control algorithm for an electric active stabilizer bar system[J]. Strojni?ki Vestnik:Journal of Mechanical Engineering, 2016, 62(10):565-576.

[22]谷文豪,王洪亮,皮大偉,等.基于傾角傳感器的坡道角度識(shí)別研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2015,36(6):566-572. GU Wenhao,WANG Hongliang,BI Dawei,et al.Research on recognition of ramp angle based on transducer[J].Journal of Hebei Univer-sity of Science and Technology,2015,36(6):566-572.

Design of hydraulic active stabilizer bar test platform based on dSPACE

CHEN Shan， PI Dawei， KONG Zhenxing， SHI Yangyang

(School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing，Jiangsu 210094, China)

For the study of the influence of hydraulic active stabilizer bar to vehicle lateral stability under high speed steering maneuver, the hydraulic active stabilizer bar HIL test platform is implemented. The HIL test platform is designed with single/double axles universal test bench to experiment on single or double axles active stabilizer bar, using MC9S12DG128 microcontroller as the core controller and running vehicle dynamics model in the dSPACE. This HIL platform is used to study the effect of the hydraulic active stabilizer bar on the vehicle roll stability under different types of the road and typical steering maneuvers. The experiment results illustrate that the hydraulic active stabilizer bar HIL test platform can simulate the experiment environment and provide a powerful support for the development of active stabilizer bar system.

vehicle engineering；hydraulic active stabilizer bar；roll stability；dSPACE；HIL test platform

1008-1542(2016)06-0533-07

10.7535/hbkd.2016yx06002

2016-08-15；

2016-09-30；責(zé)任編輯：張士瑩

國家自然科學(xué)基金(51205204，51205209)；江蘇省六大人才高峰資助項(xiàng)目(2014-JXQC-003)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(30915118832)

陳 山(1989—)，男，安徽阜陽人，碩士研究生，主要從事汽車電子、主動(dòng)安全技術(shù)方面的研究。

皮大偉副教授，博士。E-mail:pidawei@mail.njust.edu.cn

U463.4

A

陳 山，皮大偉，孔振興，等.基于dSPACE的液壓式主動(dòng)穩(wěn)定桿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2016,37(6):533-539. CHEN Shan，PI Dawei，KONG Zhenxing，et al.Design of hydraulic active stabilizer bar test platform based on dSPACE[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2016,37(6):533-539.