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五轴汽车主动转向与横摆力矩控制研究
| 论文题名： | 五轴汽车主动转向与横摆力矩控制研究 |
| 关键词： | 五轴汽车;主动转向;横摆力矩;控制策略;操纵稳定性 |
| 摘要： | 目前，随着经济发展与客观需求的推动，多轴汽车凭借着经济、高效等优势发展迅速，具备着不可忽视的地位与作用。相比于传统的四轮汽车，多轴汽车往往承担诸多特殊作业任务。然而，由于其质量大、轴距长、质心高等特点，造成了安全事故的频发，也引起了许多人对其安全性能的关注，特别在路面条件较差、速度较快的情况下，极易发生侧滑、甩尾等失稳现象。为了提升五轴汽车在转向时的横向稳定性，本文的研究工作具体如下： （1）五轴汽车动力学模型研究。首先基于Trucksim与Simulink搭建了五轴汽车动力学模型，其中包括Trucksim软件中车辆各部分结构参数设计与二自由度模型公式推导，同时定义了Trucksim与Simulink联合仿真的输入输出接口。在特定工况下进行了对比验证，证明了模型建立的准确性，为后续的控制策略设计提供了理论参考模型； （2）五轴汽车主动转向控制研究。在Matlab/Simulink软件中进行了前轴转向、零质心侧偏角比例控制全轮转向以及比例前馈+LQR反馈最优控制三种转向模式下的仿真研究。Trucksim/Simulink联合仿真结果表明，所设计的比例前馈+LQR反馈最优控制提升了低速转向灵活性与高速操纵稳定性； （3）五轴汽车直接横摆力矩控制研究。以分层控制系统设计直接横摆力矩控制器，上层采用模糊PID控制器，得出使车辆保持稳定行驶状态所需要的附加横摆力矩。下层采用力矩分配控制器根据车辆稳定性分析合理制定制动、驱动车轮规则，并将计算得出的制动、驱动力矩输入到Trucksim中，使实际横摆角速度良好的跟踪期望横摆角速度。选取双移线、角阶跃输入、鱼钩三种工况进行试验验证，Trucksim/Simulink联合仿真结果表明，所设计的直接横摆力矩控制策略在极限工况下可以有效提升车辆的转向时的操纵稳定性。 |
| 作者： | 孙宗涛 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 朱永强;郭鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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