四輪轉(zhuǎn)向汽車的操縱穩(wěn)定性控制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-25 02:55
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車輛的重要組成部分,它的優(yōu)劣直接影響了汽車的操縱穩(wěn)定性,是保證車輛安全行駛的一個(gè)重要性能。隨著人們對(duì)汽車主動(dòng)安全性能的要求越來越高,作為主動(dòng)安全技術(shù)之一的4WS也受到各大汽車生產(chǎn)商與高校學(xué)者的研究。本文以轎車為對(duì)象,對(duì)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了較為深入的研究。本文建立了二自由度前輪轉(zhuǎn)向理想?yún)⒖寄P?針對(duì)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),考慮到車輛轉(zhuǎn)向時(shí)應(yīng)滿足阿克曼轉(zhuǎn)向定理,建立了二自由度阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型(正文中統(tǒng)稱比例四輪轉(zhuǎn)向或4WS)與二自由度阿克曼四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型(4WIS);推導(dǎo)出兩種四輪轉(zhuǎn)向形式下主動(dòng)轉(zhuǎn)向輪與輸入車輪的轉(zhuǎn)角函數(shù)關(guān)系表達(dá)式,并利用Simulink搭建了4WS與4WIS的前饋控制模型;應(yīng)用Carsim軟件平臺(tái),建立了多自由度四輪轉(zhuǎn)向整車模型;谠撜嚹P瓦M(jìn)行了4WS前饋控制與4WIS前饋控制仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明,四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的整車穩(wěn)定性明顯優(yōu)于前輪轉(zhuǎn)向;诎⒖寺妮啰(dú)立轉(zhuǎn)向,分別采用了模糊與模糊PID控制技術(shù),以具有理想轉(zhuǎn)向特性的二自由度前輪轉(zhuǎn)向模型作為參考,制定了4WIS前饋與模糊反饋、4WIS前饋與模糊PID反饋的控制策略...
【文章來源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究目的與意義
1.2 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1.2.1 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1.3 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷史
1.3.1 四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展歷史
1.4 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略國內(nèi)外研究狀況
1.4.1 國外研究狀況
1.4.2 國內(nèi)研究狀況
2 汽車動(dòng)力學(xué)模型的建立與分析
2.1 二自由度兩輪轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.1.1 二自由度兩輪轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)模型的建立
2.1.2 2 WS理想橫擺角速度分析
2.2 二自由度阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.2.1 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向幾何模型構(gòu)建
2.2.2 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)模型的建立
2.3 阿克曼四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.3.1 阿克曼四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向車輛的數(shù)學(xué)模型建立
2.3.2 阿克曼轉(zhuǎn)向各車輪轉(zhuǎn)角函數(shù)關(guān)系
2.4 四輪轉(zhuǎn)向前饋控制
2.4.1 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向前饋控制
2.4.2 阿克曼四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向前饋控制
2.5 本章小節(jié)
3 4WIS整車模糊PID控制研究與仿真分析
3.1 模糊控制器的產(chǎn)生與發(fā)展
3.1.1 模糊控制器的產(chǎn)生
3.1.2 模糊控制器的發(fā)展
3.2 模糊控制器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與組成部分
3.2.1 模糊控制器的特點(diǎn)
3.2.2 模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)
3.2.3 模糊控制器的組成部分
3.3 4 WIS模糊反饋控制器的建立
3.3.1 基于質(zhì)心側(cè)偏角與橫擺角速度聯(lián)合反饋控制
3.3.2 輸入輸出量的基本論域、論域、模糊集、量化因子的確定
3.4 4 WIS前饋與模糊反饋控制仿真分析
3.4.1 高附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.4.2 低附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.5 模糊PID控制理論與概述
3.5.1 模糊控制與PID控制結(jié)合
3.5.2 模糊PID的結(jié)構(gòu)和自整定原則
3.6 4 WIS模糊PID反饋控制器的建立
3.6.1 PID控制參數(shù)的初始整定
3.6.2 模糊集及論域的定義
3.7 4 WIS前饋與模糊PID反饋控制仿真分析
3.7.1 高附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.7.2 低附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.8 本章小節(jié)
4 4WS系統(tǒng)與4WIS系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略研究
4.1 4 WS汽車?yán)硐敕(wěn)態(tài)橫擺角速度分析
4.2 4 WIS汽車?yán)硐敕(wěn)態(tài)橫擺角速度分析
4.3 四輪轉(zhuǎn)向汽車的實(shí)際橫擺角速度分析
4.4 轉(zhuǎn)向模式切換車速的選取
4.4.1 轉(zhuǎn)向模式切換車速
4.5 4 WS系統(tǒng)與4WIS系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計(jì)
4.5.1 4 WS反饋控制器的設(shè)計(jì)
4.5.2 4 WIS反饋控制器的設(shè)計(jì)
4.6 4 WS與4WIS協(xié)調(diào)控制策略仿真驗(yàn)證
4.7 本章小結(jié)
5 四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)聯(lián)合控制的汽車穩(wěn)定性研究
5.1 車輛穩(wěn)定性分析
5.1.1 質(zhì)心側(cè)偏角與橫擺角速度同車輛穩(wěn)定性的關(guān)系
5.1.2 汽車失穩(wěn)的判斷
5.2 差動(dòng)制動(dòng)原理
5.3 汽車穩(wěn)定性控制策略
5.3.1 執(zhí)行方式的分析與選取
5.3.2 制動(dòng)效果分析
5.4 四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)聯(lián)合控制策略的設(shè)計(jì)
5.4.1 阿克曼轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)的聯(lián)合控制器設(shè)計(jì)
5.4.2 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)的聯(lián)合控制器設(shè)計(jì)
5.4.3 制動(dòng)輪的確定
5.4.4 制動(dòng)力矩的分配
5.5 四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)聯(lián)合控制策略仿真驗(yàn)證
5.6 本章小節(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果
本文編號(hào):3408946
【文章來源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究目的與意義
1.2 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1.2.1 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1.3 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷史
1.3.1 四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展歷史
1.4 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略國內(nèi)外研究狀況
1.4.1 國外研究狀況
1.4.2 國內(nèi)研究狀況
2 汽車動(dòng)力學(xué)模型的建立與分析
2.1 二自由度兩輪轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.1.1 二自由度兩輪轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)模型的建立
2.1.2 2 WS理想橫擺角速度分析
2.2 二自由度阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.2.1 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向幾何模型構(gòu)建
2.2.2 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向數(shù)學(xué)模型的建立
2.3 阿克曼四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向車輛動(dòng)力學(xué)模型
2.3.1 阿克曼四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向車輛的數(shù)學(xué)模型建立
2.3.2 阿克曼轉(zhuǎn)向各車輪轉(zhuǎn)角函數(shù)關(guān)系
2.4 四輪轉(zhuǎn)向前饋控制
2.4.1 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向前饋控制
2.4.2 阿克曼四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向前饋控制
2.5 本章小節(jié)
3 4WIS整車模糊PID控制研究與仿真分析
3.1 模糊控制器的產(chǎn)生與發(fā)展
3.1.1 模糊控制器的產(chǎn)生
3.1.2 模糊控制器的發(fā)展
3.2 模糊控制器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與組成部分
3.2.1 模糊控制器的特點(diǎn)
3.2.2 模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)
3.2.3 模糊控制器的組成部分
3.3 4 WIS模糊反饋控制器的建立
3.3.1 基于質(zhì)心側(cè)偏角與橫擺角速度聯(lián)合反饋控制
3.3.2 輸入輸出量的基本論域、論域、模糊集、量化因子的確定
3.4 4 WIS前饋與模糊反饋控制仿真分析
3.4.1 高附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.4.2 低附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.5 模糊PID控制理論與概述
3.5.1 模糊控制與PID控制結(jié)合
3.5.2 模糊PID的結(jié)構(gòu)和自整定原則
3.6 4 WIS模糊PID反饋控制器的建立
3.6.1 PID控制參數(shù)的初始整定
3.6.2 模糊集及論域的定義
3.7 4 WIS前饋與模糊PID反饋控制仿真分析
3.7.1 高附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.7.2 低附著路面方向盤角階躍輸入仿真
3.8 本章小節(jié)
4 4WS系統(tǒng)與4WIS系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略研究
4.1 4 WS汽車?yán)硐敕(wěn)態(tài)橫擺角速度分析
4.2 4 WIS汽車?yán)硐敕(wěn)態(tài)橫擺角速度分析
4.3 四輪轉(zhuǎn)向汽車的實(shí)際橫擺角速度分析
4.4 轉(zhuǎn)向模式切換車速的選取
4.4.1 轉(zhuǎn)向模式切換車速
4.5 4 WS系統(tǒng)與4WIS系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略的設(shè)計(jì)
4.5.1 4 WS反饋控制器的設(shè)計(jì)
4.5.2 4 WIS反饋控制器的設(shè)計(jì)
4.6 4 WS與4WIS協(xié)調(diào)控制策略仿真驗(yàn)證
4.7 本章小結(jié)
5 四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)聯(lián)合控制的汽車穩(wěn)定性研究
5.1 車輛穩(wěn)定性分析
5.1.1 質(zhì)心側(cè)偏角與橫擺角速度同車輛穩(wěn)定性的關(guān)系
5.1.2 汽車失穩(wěn)的判斷
5.2 差動(dòng)制動(dòng)原理
5.3 汽車穩(wěn)定性控制策略
5.3.1 執(zhí)行方式的分析與選取
5.3.2 制動(dòng)效果分析
5.4 四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)聯(lián)合控制策略的設(shè)計(jì)
5.4.1 阿克曼轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)的聯(lián)合控制器設(shè)計(jì)
5.4.2 阿克曼前輪轉(zhuǎn)向+比例后輪的四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)的聯(lián)合控制器設(shè)計(jì)
5.4.3 制動(dòng)輪的確定
5.4.4 制動(dòng)力矩的分配
5.5 四輪轉(zhuǎn)向與差動(dòng)制動(dòng)聯(lián)合控制策略仿真驗(yàn)證
5.6 本章小節(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果
本文編號(hào):3408946
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