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基于模型车辆的四轮转向控制技术研究
| 论文题名： | 基于模型车辆的四轮转向控制技术研究 |
| 关键词： | 车辆行驶;四轮转向;转向机构;控制器;最优控制;操纵稳定性 |
| 摘要： | 车辆的四轮转向作为提高车辆操纵稳定性的有效手段已得到广泛认可，许多新的有关四轮转向的观点被不断提出，运用4WS技术可以有效地减小低速行驶时车辆的转弯半径，使车辆在低速行驶时更加灵活。同时，该技术还可以改善车辆在高速行驶时横摆角速度和侧向加速度等瞬态响应指标，提高高速行驶时的操纵稳定性，从而提高车辆的主动安全性。 为了能够达到试验研究的要求，本课题提出以1/10模型车辆为基础搭建四轮转向试验系统，在此基础上设计控制器控制后轮转向并进行试验。 通过在模型车辆上增加后轮转向机构来实现四轮转向功能，转向机构经优化设计以满足阿克曼定理。为了实现数据采集功能，模型车辆上安装有加速度传感器、角速度传感器、速度传感器和无线传输模块。加速度传感器和角速度传感器分别用于测量质心侧偏角和横摆角速度。无线模块用于传输传感器采集的数据和控制数据。 在此四轮转向试验系统的基础上设计最优控制器来控制后轮转向使其质心侧偏角最小化，横摆角速度响应与前轮转向车辆基本一致。控制器的数据采集由车载AVR主单片机实现，通过无线模块传输采集的数据至PC上位机进行卡尔曼滤波和最优反馈增益矩阵的计算，记算结果通过无线模块传输给车载AVR执行器单片机，并驱动伺服电机来实现后轮转向。 最后在四轮转向试验系统上进行试验，对比两轮转向和四轮转向的性能。证明在同一工况下，具有最优控制的四轮转向车辆比传统两轮转向车辆的性能更优，其质心侧偏角趋于零，而横摆角速度响应基本保持一致。 |
| 作者： | 金重亮 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 田晋跃 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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