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主动前轮转向汽车稳定性控制研究
| 论文题名： | 主动前轮转向汽车稳定性控制研究 |
| 关键词： | 汽车稳定性;横摆角速度;遗传算法;PID控制器;神经网络 |
| 摘要： | 转向系统不仅是控制汽车行驶方向的重要装置，而且，其性能直接影响到汽车的操纵性能和稳定性能。主动前轮转向系统通过可变传动比和直接前轮转向角干预，对车辆操纵稳定性进行主动控制，使汽车具有理想转向特性，能有效改善汽车低速转向时的灵活性和高速转向时的操纵稳定性与主动安全性，是汽车重要的主动安全技术之一，具有重要的研究价值和广泛的社会意义。 建立了整车动力学模型、轮胎模型和主动前轮转向系统数学模型，利用Simulink对模型进行了仿真分析，并以此作为汽车操纵稳定性控制研究的仿真平台。分析了汽车稳定性控制方法，采用横摆角速度作为反馈状态变量，设计了主动前轮转向PID车辆稳定性控制系统，采用遗传算法对PID参数进行了整定与优化。由于单一工况点设计的PID控制器难以满足汽车行驶状态复杂多变，存在参数不确定和外界干扰的问题，本质上为非线性的滑模变结构控制具有对参数不敏感，物理实现简单等特点，设计了主动前轮转向滑模稳定性控制系统，针对滑模控制存在固有的“抖振”现象，提出一种神经网络自适应滑模控制策略，通过对横风扰动和分离路面附着系数两种工况的控制系统性能的仿真分析，结果表明，所设计的神经网络自适应滑模控制器不仅能保持系统对参数变化和外部扰动强鲁棒性，而且能有效地消弱系统的抖动，提高了控制系统的综合性能。 研究结果表明，主动前轮转向能使驾驶员更容易地操纵车辆而不需要对不确定性和外界干扰产生的影响做出额外的转向补偿，在不影响驾驶员操纵意图的情况下，提高了车辆的稳定性和舒适性。滑模控制能满足复杂多变非线性车辆动力学稳定性控制要求，在增加系统鲁棒性的基础上，神经网络自适应控制算法有效抑制了系统抖动，有效提高了系统的整体性能。 |
| 作者： | 毕文 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄开启 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江西理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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