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基于四轮转向技术的汽车操纵稳定性分析与控制研究
| 论文题名： | 基于四轮转向技术的汽车操纵稳定性分析与控制研究 |
| 关键词： | 汽车转向系统;四轮转向;操纵稳定性;模糊控制 |
| 摘要： | 随着汽车的需求量日益增大，对汽车的主动安全越来越重视。而汽车转向系统直接影响着操纵稳定性。传统的前轮转向系统在低速时，转向半径大，机动性、灵活性差;中、高速时，循迹能力差。相比之下，四轮转向系统都能克服上述缺点，实现低速转向半径小，中、高速循迹能力好的特性。四轮转向系统是主动底盘控制的重要组成部分，已经成为汽车发展的重要方向。 本文主要研究了四轮转向技术的的控制方法和仿真分析，其主要内容如下: 首先，对四轮转向汽车的国内外发展作了一个详细的归纳总结，接着对二自由度下的二轮转向汽车的数学模型进行了细致的分析，并且推导出四轮转向汽车的数学模型。 其次，以二自由度下的四轮转向汽车的数学模型为例，分别对前轮转角比例前馈、横摆角速度比例反馈、前轮转角比例前馈控制与横摆角度比例反馈联合控制的三种经典的四轮转向系统的控制方法进行了仿真分析，通过结果对比得出了各种控制的方法的优劣，得出联合控制优于前两种控制方法。但是，这三种控制方法都不能完全达到理想的横摆角速度值，故提出了基于PID的控制方法，以改进的遗传算法为基础对PID的三个参数进行整定，仿真结果表明该方法能使横摆角速度达到一个比较理想的值。由于单纯PID的控制方法不能完成参数的自整定，每一次速度的变化都需要手动的调试PID控制的参数，便引进了目前最具有实际意义智能控制方法——模糊控制，设计出模糊PID控制器，仿真结果证明了该方法的有效性。 最后，由于四轮转向汽车模型是在众多假设条件下推导的，本文运用了CarSim软件建立了与实车更为接近的四轮转向整车多体模型，然后与Matlab/Simulink进行联合仿真，有力的验证了模糊PID控制方法的可行性，可以使汽车获得良好的操纵稳定性，也给实车提供了较为可靠的仿真数据，具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 龚航 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 周淑文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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