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基于线控四轮转向操纵稳定性控制策略研究及实验设计
| 论文题名： | 基于线控四轮转向操纵稳定性控制策略研究及实验设计 |
| 关键词： | 四轮转向;线控转向;操纵稳定性;控制策略;汽车转向系统;模糊控制 |
| 摘要： | 近年来，随着电子科技的不断发展，四轮转向(4WS)和线控转向（SBW）技术已经成为汽车转向系统的研究热点。4WS技术是改善汽车操纵稳定性最有效的主动底盘技术，而SBW则是四轮主动转向的发展趋势，它去除了转向盘与转向轮之间的机械连接部分，完全由信号线和控制器代替，通过合理的控制方法来分配前、后轮转角，从而实现智能控制。本文对影响线控四轮转向操纵稳定性的控制方法策略进行了比较深入的研究。 详细讲解了 CarSim多自由度非线性整车模型、4WS二自由度整车模型和4WS三自由度整车模型的建立过程，通过 MATLAB/simulink仿真对比了4WS二自由度整车模型、4WS三自由度整车模型以及CarSim整车模型的方向盘角阶跃输入工况的输出响应。结果表明：所建的4WS二自由度整车模型和4WS三自由度整车模型输出结果与CarSim整车模型的是非常接近的，这对设计整车控制器提供了可靠理论基础。 研究了模糊控制方法设计变传动比以及线控四轮转向汽车前、后轮转角最优控制算法的具体推导过程，并通过MATLAB/simulink对4WS变传动比最优控制整车模型建模仿真。仿真结果表明：线控四轮转向汽车变传动比最优控制实现了在保证汽车不会失稳的前提下，最大化实现汽车转向灵敏度和转向稳定性的理想特性，而且使车辆质心侧偏角基本为零，横摆角速度瞬态响应的超调量很少，达到稳定时间缩短，保证汽车行驶状态和安全性。 针对线控四轮主动转向车辆受侧向干扰的操纵稳定性问题，设计了改进型滑模4WS控制器、双移线仿真工况和单点预瞄驾驶员模型，并对该控制方法进行了人-车-路闭环控制仿真。结果表明：该控制方法可以有效地跟踪给定双移线行驶工况，对侧向干扰具有很强的鲁棒性，可以作为研究车辆受侧向干扰时的汽车操纵稳定性问题的一种手段。 最后，对线控四轮转向汽车软硬件设计进行了详细的研究及阐述。 |
| 作者： | 张超敏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张庭芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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