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汽车线控四轮转向分层控制方法研究
| 论文题名： | 汽车线控四轮转向分层控制方法研究 |
| 关键词： | 汽车线控四轮转向;分层控制;模糊控制;分数阶PID;工作原理 |
| 摘要： | 随着交通道路系统的日益完善，人们生活水平的日益提高，汽车已成为人们生活中不可或缺的重要代步工具。汽车转向系统是汽车控制中的关键组成部分，对车辆能否安全、稳定地行驶有着至关重要的作用。因此，对转向系统的研究有着重大的科研与实用价值。线控转向取消了转向盘和转向轮之间的机械连接，取而代之的是电子信号的传输，这从根本上解决了传统机械转向高低速转向特性差异较大的问题;四轮转向通过前后轮协调转向，也能够显著改善前轮转向特性。所以，本文选择线控四轮转向作为研究对象，对其控制方法进行研究具有重要的实际意义。 本文首先介绍了线控四轮转向系统的基本结构、工作原理以及对转向系统的基本控制要求，在此基础上，给出了本文的线控四轮转向分层控制方法（上层转角控制和下层转向执行模块控制）。然后利用车辆动力学知识，建立了转向盘模块、转向执行模块和二自由度整车数学模型。 最后，根据上层控制和下层控制的不同特点，本文设计了不同的控制方式。对于上层控制，本文采用能够同时考虑车速与转向盘转角双重因素，基于模糊控制的理想传动比控制方式来对前轮转角进行控制，采用基于前轮转角前馈与横摆角速度反馈的综合控制方式来对后轮转角进行控制。对于下层控制，本文采用基于分数阶微积分的分数阶pIλDμ控制器来对汽车的转向模块进行控制。本文利用Matlab中的Simulink仿真工具，对所设计的控制方法验证，仿真结果表明本文所设计的控制方式是合理的、有效的。 本文研究有诸多亮点:本文将分层控制的思想用于线控四轮转向控制中，能充分发挥分层控制的优势，提高控制性能;本文所设计的基于模糊控制的理想传动控制方式，能同时考虑车速和转向盘的转角的影响因素，比传统的理想传动比控制方式更简单、更有效;本文采用新型分数阶PIλDμ控制器，其控制效果较传统PID控制器要好得多。 |
| 作者： | 郑向歌 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 冯冬青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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