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主动悬架与主动前轮转向系统协调控制研究
| 论文题名： | 主动悬架与主动前轮转向系统协调控制研究 |
| 关键词： | 主动前轮转向;主动悬架;滑模控制 |
| 摘要： | 自汽车问世以来，安全性和舒适性一直是人们关注的焦点。其中与安全性和舒适性密切相关的转向、悬架等底盘子系统以及它们之间的集成控制已成为研究重点。本文结合国内外汽车底盘动力学研究现状，以车辆转向系统与悬架系统为中心，分别对主动前轮转向系统和主动悬架系统的控制策略以及两者协调控制进行深入研究。主要研究内容如下： 在Simulink中建立包含转向与悬架系统在内的14-DOF车辆模型；对轮胎的侧向力与纵向力进行拟合，建立魔术轮胎模型。采用汽车动力学软件Carsim中的车辆模型与搭建的14-DOF车辆模型对比，验证模型的准确性，为后续研究奠定模型基础。 对主动前轮转向系统的控制策略进行研究。建立车辆的理想参考模型，分析车辆稳定性与车辆横摆角速度、质心侧偏角之间的关系。以车辆的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的偏差为输入，基于滑模变结构控制理论设计主动前轮转向系统控制器，得到前轮附加转角，叠加到驾驶员输入的前轮转角中。在两种不同工况下验证控制器的效果，仿真结果表明经过控制之后车辆的质心侧偏角减小，横摆角速度可以很好的跟随理想值，提高了车辆的稳定性。 对主动悬架系统控制策略进行研究。建立七自由度悬架模型和四轮随机路面输入模型。基于模糊PID控制算法，以车身的垂向速度及其一阶导为输入，设计主动悬架系统控制器，降低了车辆的加速度，减小悬架动行程和轮胎动变形，改善车辆的舒适性。 对转向与悬架系统协调控制进行研究。分析转向与悬架系统的影响关系，悬架系统在车辆转向时，会对轮胎的垂直载荷进行再分配，而且改变悬架系统的参数时，会影响车辆的转向特性，对车辆的稳定性造成影响。通过改变前后悬架控制力分配系数，可以改变车辆的横摆角速度和质心侧偏角，基于此原理，设计了协调控制器对主动悬架控制力进行合理分配，协调转向和悬架系统，使车辆的稳定性进一步提高。 |
| 作者： | 蔡礼卡 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 陈哲明;王万英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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