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四轮转向四轮独立驱动车辆协调控制研究
| 论文题名： | 四轮转向四轮独立驱动车辆协调控制研究 |
| 关键词： | 汽车工业;四轮转向;四轮驱动;协调控制 |
| 摘要： | 世界范围内的汽车保有量急剧增加，促进了能源短缺、环境污染等问题。基于二次调节静液传动技术的车辆，不仅能够将车辆的制动能进行回收，而且可以将回收的制动能用于车辆的启动和加速过程，从而提高能量利用率，降低环境污染，符合国家提出的节能减排要求。另外通过在车辆的各轮上安装独立的液压泵/马达以及转向结构，可以让驾驶者对车辆进行各轮独立的驱动、制动以及转向控制，从而在理论上为提高车辆转向稳定性，提高地面附着利用率，防止车辆出现打滑、拖滑现象提供了依据。 对于车辆的转向稳定性问题，首先对液压车辆的工作原理以及转向结构进行了分析，然后根据Ackermann转向模型分析了车辆前后轮转向角之间的关系，并由零质心侧偏角控制策略计算了各轮转向角；进而以2自由度线性车辆模型为参考，设计了基于横摆角速度的滑模变结构控制器，并运用Lyapunov方法证明了该控制器的工作稳定性。为了验证所设计的控制器的控制效果，在MATLAB/Simulink软件中进行了建模和仿真分析，结果表明该控制器能够提高低速行驶车辆的转向稳定性，并且减小车辆的转向半径。 对于各轮协调控制，文中对车辆驱动/制动工况下各轮动力协调分配进行了分析研究，并设计了相应的控制策略。为了验证控制策略的有效性，在MATLAB/Simulink软件中进行了仿真分析。结果表明，该控制策略可以使车辆各轮在驱动/制动情况下都能协调工作，更充分地利用地面附着力。 由于本文中的车辆模型不存在差速器，因此各轮主动差速控制非常重要。本文建立了车辆的6自由度动力学模型，并根据由该模型计算出的横摆角速度和质心侧偏角判断车辆的稳定状态。然后通过整车模型计算判断车辆各轮是否发生滑移。若车轮发生滑移，则对车轮进行滑移率P+基于单神经元的模糊控制。最后在MATLAB/Simulink中对设计的控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明文中设计的控制策略能使车辆各轮滑移率控制在合理范围内。 |
| 作者： | 邓宁宁 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵立军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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