電控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)實(shí)車應(yīng)用研究.pdf

1、四輪轉(zhuǎn)向（簡(jiǎn)稱4WS）技術(shù)就是在汽車轉(zhuǎn)向過程中引入一定的后輪轉(zhuǎn)角來增強(qiáng)汽車在高速行駛時(shí)的安全性和操縱穩(wěn)定性并且改善低速行駛時(shí)汽車的機(jī)動(dòng)靈活性。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外四輪轉(zhuǎn)向控制策略、控制方法和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，整體式后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不能同時(shí)滿足汽車高速和低速轉(zhuǎn)向時(shí)四個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)中心交于一點(diǎn)，這不僅加劇了輪胎的磨損，更使高速轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性變差。因此考慮兩后輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向汽車，提出了與之對(duì)應(yīng)后輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。對(duì)試驗(yàn)車后懸架進(jìn)行了改造使其

2、能夠轉(zhuǎn)向，完成零件的加工并對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行了有限元分析。根據(jù)四輪轉(zhuǎn)向汽車控制的需要開發(fā)了以ARM7系列的LPC2148為核的控制系統(tǒng)電路板，完成原理圖、PCB板的相關(guān)設(shè)計(jì)以及電路板的焊接工作和硬件調(diào)試。建立了四輪轉(zhuǎn)向汽車的三自由度動(dòng)力學(xué)模型和后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分別對(duì)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型高速行駛的狀況和后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型的控制進(jìn)行了Matlab/Simulink仿真。對(duì)模糊選擇的多模式控制方法進(jìn)行了研究，找出指定車速和前輪轉(zhuǎn)角情況下對(duì)應(yīng)的

3、最佳后輪轉(zhuǎn)角以及后輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的最佳PID值，以此為理論依據(jù)進(jìn)行了控制方案的程序設(shè)計(jì)。程序移植了uC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了任務(wù)劃分和設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了任務(wù)間的調(diào)度以及各任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和執(zhí)行周期，給出了程序的流程圖和相關(guān)的程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)介紹了傳感器信號(hào)采集任務(wù)、電機(jī)控制任務(wù)和SD卡存儲(chǔ)任務(wù)的執(zhí)行算法。對(duì)電機(jī)控制任務(wù)做了詳細(xì)介紹，并重點(diǎn)說明了控制器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的RS485通信，對(duì)工作流程以及通信協(xié)議進(jìn)行了介紹。對(duì)模塊的程序