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基于传统前转向结构的四轮转向控制研究
| 论文题名： | 基于传统前转向结构的四轮转向控制研究 |
| 关键词： | 四轮转向;转向模式;SIMULINK模型;转角控制方案 |
| 摘要： | 四轮转向(Four-Wheel Steering)是指在车辆的行驶过程中，利用采集到的车辆状态信息，控制后轮的转角输入。该技术由于能显著改善汽车的操控稳定性和机动灵活性，被越来越广泛地应用于各类汽车，已渐渐成为现代汽车主要的研究热点之一，本文侧重研究了四轮转向系统的转向模式规律，对推动四轮转向技术的发展具有一定的现实意义。 本文首先在MATLAB中建立了基于侧向、横摆和侧倾三个自由度的线性四轮转向系统的SIMULINK模型，然后重点对四轮转向系统的转向模式选择和转角控制的设计过程进行说明，利用SIMULINK中的模糊模块实现对转向模式的选择，推导并建立了不同转向模式下后轮转角的求解模型，将转向模式选择模块和后轮转角求解模块相结合，构成了四轮转向系统控制器，通过仿真，验证四轮转向系统控制器设计的合理性。 为了实现对四轮转向系统控制器，本文以本田雅阁CB3为原型，通过对两轮转向汽车进行四轮转向系统的改装以及对配套的控制器硬件电路的设计开发，搭建了一个四轮转向汽车的硬件实验平台。 本文详细阐述了实现四轮转向系统控制器的具体思想，包括四轮转向系统的转向模式选择的控制方案，各转向模式下后轮转向驱动电机的控制方案，传感器信号的采集以及实验数据的存储，以上均以流程图的形式作出详细描述。考虑到直接编程实现整个控制系统可能产生的一些弊端，本实验移植了μC/OS-Ⅱ实时操作系统，对控制系统进行了任务划分和优先级分配，并将四轮转向系统控制的具体思想运用芯片LPC2148进行编程实现。 在实验部分介绍了基于现有条件对四轮转向系统的转向模式选择及后来转角控制方案进行了实验验证。首先，对前后轮的转向响应及转角角度进行了验证，确保软、硬件平台可以高效配合。其次，因为本实验所使用的四轮转向车辆的两个前轮仍沿用两轮转向时的几何约束，所以在此基础上推导了现有条件下四个车轮的转角关系。最后，结合车辆行驶速度与外侧前轮转角角度，设计了3组4WS转向模式实验参数，对四轮转向系统的控制效果进行验证。 |
| 作者： | 冯明旭 |
| 专业： | 机械工程;车辆工程 |
| 导师： | 杨志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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