本文關(guān)鍵詞：基于線性規(guī)劃的車輛四輪獨立轉(zhuǎn)向控制方法　出處：《燕山大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：四輪獨立轉(zhuǎn)向技術(shù)能夠提高汽車低速的靈活性,高速的操縱穩(wěn)定性,直接橫擺力矩控制技術(shù)提高極限工況下的操縱穩(wěn)定性,上述兩項技術(shù)已成為研究熱點。本文根據(jù)樣車相關(guān)參數(shù)建立以四輪轉(zhuǎn)角和橫擺力矩為輸入,以質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度為輸出的二自由度五輸入車輛模型。根據(jù)前輪轉(zhuǎn)向汽車建立以方向盤轉(zhuǎn)角和車速為輸入,以質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度為輸出的理想?yún)⒖架囕v模型。前饋控制器采用四輪獨立轉(zhuǎn)向控制和直接橫擺力矩控制相結(jié)合的控制策略,系統(tǒng)性能指標為車輛四個車輪側(cè)偏角絕對值之和最小,并將含有絕對值的表達式轉(zhuǎn)化為不含絕對值的表達式,根據(jù)動力學模型靜態(tài)表達式、理想質(zhì)心側(cè)偏角和理想橫擺角速度獲得前饋控制器約束條件,利用線性規(guī)劃理論進行控制器求解。仿真驗證了在不同工況下,前饋控制器可以優(yōu)化分配四輪轉(zhuǎn)角,充分利用路面附著條件,增強了車輛的操縱穩(wěn)定性。但前饋控制器作用下系統(tǒng)有超調(diào)量,到達穩(wěn)態(tài)時間較長。設計反饋控制器時,以前饋和反饋共同作用下的四輪側(cè)偏角絕對值之和為最小值,構(gòu)建包含前饋和反饋控制的性能指標函數(shù),以四輪側(cè)偏角和橫擺力矩為輸入,建立線性控制系統(tǒng),建立車輛控制模型和理想跟蹤模型,獲得反饋控制約束,根據(jù)區(qū)域極點配置理論配置系統(tǒng)極點,通過仿真分析確定參數(shù)值。在不同工況下進行仿真分析,驗證了控制器響應速度快,可以抑制超調(diào),優(yōu)化分配四輪轉(zhuǎn)角。建立坐標轉(zhuǎn)換方程、駕駛員模型和道路函數(shù),組成人-車-路閉環(huán)系統(tǒng)。選取不同軌跡和路面,在不同工況下進行道路仿真,仿真表明車輛具有良好的操縱穩(wěn)定性和跟蹤能力,本文設計的控制器控制效果良好。
[Abstract]:The four-wheel independent steering technology can improve the flexibility of low speed, high speed control stability, direct yaw torque control technology to improve the handling stability under the limit conditions. The above two techniques have become a research hotspot. In this paper, four wheel rotation angle and yaw torque are input according to the relevant parameters of the prototype vehicle. A two-degree-of-freedom five-input vehicle model with two degrees of freedom and five input vehicle models with the output of the center of mass side deflection angle and the yaw angular velocity. According to the front wheel steering vehicle, the steering wheel angle and the speed are taken as the input. The ideal reference vehicle model is the side deflection angle of the mass center and the yaw angular velocity. The feedforward controller adopts the control strategy of combining the four-wheel independent steering control with the direct yaw torque control. The system performance index is the smallest sum of the absolute value of the four wheel side deflection angle, and the expression with the absolute value is transformed into the expression without the absolute value, according to the static expression of the dynamic model. The constraint conditions of the feedforward controller are obtained by the ideal centroid side deflection angle and the ideal yaw angular velocity. The linear programming theory is used to solve the controller. The feedforward controller can optimize the allocation of four-wheel rotation angle, make full use of the road surface attachment conditions, and enhance the vehicle handling stability, but the system has overshoot under the action of feedforward controller. When the feedback controller is designed, the sum of the absolute values of the four wheel sideslip angles under the joint action of feedforward and feedback is taken as the minimum value, and the performance index function including feedforward and feedback control is constructed. The linear control system, the vehicle control model and the ideal tracking model are established, and the feedback control constraints are obtained, and the system poles are configured according to the regional pole assignment theory. The simulation results show that the controller is fast in response, can restrain overshoot, optimize the allocation of four-wheel rotation angle, and establish the coordinate transformation equation. The driver model and road function constitute the closed-loop system of man-vehicle-road. Different tracks and roads are selected to simulate the road under different working conditions. The simulation results show that the vehicle has good handling stability and tracking ability. The controller designed in this paper has good control effect.
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.4

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本文編號：1431870