原文传递
基于非光滑有限时间稳定控制的四轮转向系统控制器设计
| 论文题名： | 基于非光滑有限时间稳定控制的四轮转向系统控制器设计 |
| 关键词： | 四轮转向;主动转向;有限时间稳定;滑模变结构控制;鲁棒控制律;质心侧偏角 |
| 摘要： | 各种控制理论在车辆系统方面得到了极大的应用，但是车辆系统是一个极其复杂的系统，具有很强的未建模特性、参数摄动和强侧向风等外界干扰的特性。迄今为止并没有一种控制方法能够让人满意，在多年研究的基础上，传统的控制方法能够很好的应用在车辆系统上，但是效果不尽人意，基于智能算法的控制器的设计难度大，滑模变结构控制具有鲁棒性等特点，但是会使得系统产生抖颤，这对执行器伤害大。基于有限时间稳定的非光滑控制理论可以使得系统在有限时间内将跟踪误差收敛为零，使系统具有更强的鲁棒性，其控制律表现为非光滑且连续的。有限时间稳定控制理论在永磁同步电机控制、空间飞行器姿态控制以及多智能体一致性的控制等方面得到了应用，也反向证明了其前期的理论分析的正确性。本文基于前人的理论研究，将有限时间稳定控制理论应用于车辆系统的四轮全主动转向系统（A4WS），具体研究内容如下： (1)对专家学者所做的主动转向方面的研究进行了梳理，确定了控制目标和控制方案，建立了车辆模型和车辆理想跟踪模型，为后续控制器的设计提供了模型基础和方案基础。 (2)对光滑控制理论、滑模变结构控制理论和有限时间稳定控制理论进行了理论比较分析，并分别针对一阶系统和二阶系统进行了控制器设计，进行了软件仿真分析，分析了它们的控制特点，为后续针对车辆系统的控制器设计奠定了理论基础。 (3)基于有限时间稳定控制理论和滑模变结构控制理论针对前述所建立的车辆系统模型进行了控制器设计，对有限时间稳定控制器进行了抗干扰性能分析，证实了其有限时间稳定特性，对滑模变结构控制器进行了李雅普诺夫稳定性证明。 (4)基于所建立的四轮转向控制器进行了软件建模，基于多种工况进行了Simulink软件仿真、Simulink和CarSim的联合仿真，基于仿真结果分析，验证了所设计控制器的控制效果。 (5)基于项目课题组原有的骨架样车进行了Simulink、CarSim和dSPACE(DSP)的硬件在环仿真实验，验证了上述软件联合仿真的结果。 |
| 作者： | 蔡怀玉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 孟庆华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 杭州电子科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
