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基于车辆状态参数估计的线控转向汽车稳定性控制研究
| 论文题名： | 基于车辆状态参数估计的线控转向汽车稳定性控制研究 |
| 关键词： | 线控转向系统;SH-AUKF;可拓滑模控制;多环自适应模糊控制;控制策略 |
| 摘要： | 随着电子技术和控制算法的逐步发展，汽车转向系统的控制的也愈加偏向无人化和智能化。线控转向（SBW）技术作为当下实现无人驾驶的关键技术，需要更为系统且全面的研究来提升其控制性能和抗干扰能力。论文以线控转向汽车为主要研究对象，考虑汽车转向时由于路面变化和控制偏差导致汽车可能出现转向失稳的问题，改进了汽车行驶参数的获取方法并设计了相应的稳定性综合控制策略。 论文对转向执行机构进行动力学分析，选用永磁同步电机（PMSM）作为转向执行电机，基于动力学理论搭建线控转向系统的整车模型，通过联合仿真验证了线控转向整车模型的有效性。搭建三自由度整车模型和魔术公式轮胎模型，选择适用于非线性系统的无迹卡尔曼滤波（UKF）算法用于车辆状态参数估计；通过理论和试验归纳分析该参数估计方法的缺点，并采用相应改进方法设计能自适应观测噪声并具有抗干扰、低误差特性的自适应无迹卡尔曼滤波算法用于车辆状态参数获取。搭建线性二自由度整车模型，通过分析车辆稳定性状态，获取了车辆状态参数的理想值；引入自适应趋近律滑模控制方法分别针对横摆角速度和质心侧偏角分别求解滑模附加前轮转角；采用可拓滑模控制方法对上一环节附加前轮转角在不同控制域进行输出调节，获取可拓滑模附加前轮转角；选择相平面控制法对车辆稳定性状态进行判定，将各参数所对应的可拓滑模附加前轮转角进行加权输出，得到最终所需的附加前轮转角；针对转向电机控制提出一种多环自适应模糊控制方法（MLAFC）对目标前轮转角进行跟踪控制。 通过上述理论分析，搭建各控制方法下所对应的控制模块并进行参数给定，在多工况下进行联合仿真验证。结果表明，论文所设计的稳定性综合控制策略提升了汽车行驶稳定性、转角跟踪控制精度及响应等多方面的控制效果，能有效提高汽车的操纵性能，减轻驾驶员负担。 |
| 作者： | 陈铠 |
| 专业： | 机械(机械工程) |
| 导师： | 张君;张建 |
| 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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