原文传递
基于虚拟样机的主动前轮转向控制研究
| 论文题名： | 基于虚拟样机的主动前轮转向控制研究 |
| 关键词： | 主动前轮转向;模糊PID控制;可变力矩分配;联合仿真;虚拟样机 |
| 摘要： | 汽车转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，是保证汽车高速行驶安全的一个重要性能。传统的转向系统无法满足低速时灵活性和高速时稳定性的要求。主动前轮转向可以根据汽车行驶状态实现理想转向传动比，能同时满足低速时的灵活性与高速时的稳定性要求。主动前轮转向系统中保留有机械连接装置，驾驶员可以直接感受到真实“路感”。因此，从驾驶汽车的灵活性、舒适性、稳定性和安全性方面考虑，主动前轮转向是当今转向系统研究开发的一个重要方向。 本文在ADMAS/Car平台上，建立了适合主动前轮转向研究的整车模型。通过正弦扫描转向试验仿真，验证了建立的整车模型的正确性。在低附着系数和高附着系数路面下分别进行蛇行试验仿真，仿真试验结果表明：在极限工况下，汽车的横摆角速度和质心侧偏角响应不能随方向盘转角变化，汽车容易失去稳定性。 本文采用了鲁棒性强的非线性模糊PID控制技术对整车模型稳定性控制，以具有理想转向特性的二自由度模型作为参考模型。设计的模糊PID控制器以横摆角速度和质心侧偏角作为控制目标，以整车模型的横摆角速度与理想横摆角速度之差作为控制变量。采用公差带方法对汽车的稳定进行判断，运用ADAMS/Car和MATLAB/Simulink两个软件进行联合仿真。仿真结果表明：主动前轮转向控制能够扩大汽车稳定区域，防止汽车提前进入非线性区域和饱和区，特别在过多转向工况下，控制效果比较明显。 由于在极限工况下轮胎侧偏力容易饱和，主动前轮转向控制系统对改善汽车稳定性作用有限，所以本文提出了主动前轮转向和可变力矩分配联合控制的必要性。设计了主动前轮转向和可变力矩分配联合控制的模糊控制器。控制器以整车模型的横摆角速度与理想横摆角速度之差和整车模型的质心侧偏角作为输入变量，以前轮叠加转角和附加横摆力矩作为输出变量。采用公差带和相平面方法判断汽车是否失稳。在低附着路面对联合控制系统进行了双移线仿真试验，仿真结果表明：联合控制能够很好保持汽车的稳定性，其效果要优于单独的主动前轮转向控制，质心侧偏角和横摆角速度响应都控制在比较理想的范围。 |
| 作者： | 胡欢 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
