6-6無人車輛全輪轉向控制策略研究.pdf

1、隨著我國經濟實力的不斷增強,國防建設和太空探測不斷進步,多軸無人車輛以其適用于復雜危險環(huán)境的特點在這些領域得到了廣泛的應用。這些領域的特殊工作環(huán)境對多軸無人車輛的性能提出了更高的要求,研究高適應性和高動態(tài)穩(wěn)定性的多軸無人車輛具有重要的現(xiàn)實意義。轉向系統(tǒng)在整車的動態(tài)穩(wěn)定性中起著至關重要的作用,因此提高車輛轉向性能的多輪轉向系統(tǒng)是多軸無人車輛研究的重要方向。目前,國內外關于多輪轉向技術的研究文獻還很少,其中研究全輪轉向控制策略的文獻更少,而

2、且這些研究都基于忽略了很多因素的簡化模型。因此以6*6無人車輛為研究對象對其數(shù)學建模及全輪轉向控制策略做了進一步研究。
　　數(shù)學模型的精確性對多軸車輛的全輪轉向控制策略有很大的影響。6*6無人車輛特殊的工作環(huán)境決定了懸架對轉向的影響不能忽略,輪胎側偏特性也已經呈現(xiàn)非線性,經典的線性二自由度模型不能對它的實際動力學特性進行準確的描述。引入了基于位移法的輪胎垂直載荷求解方法解決了6*6無人車輛輪胎垂直載荷難以求解的問題,考慮車身側傾自

3、由度,選用魔術公式輪胎非線性模型,建立了六輪全輪轉向車輛非線性三自由度模型,并進行仿真分析。
　　最優(yōu)控制能夠平衡各項評價指標,當評價指標比較多時,它的優(yōu)勢就會更好地被利用。通過分析車輛的穩(wěn)定性建立了6*6無人車輛的理想參考模型,設計了一種全輪轉向零質心側偏角比例前饋加最優(yōu)反饋控制策略對后兩軸轉角進行控制來實現(xiàn)全輪轉向。為了體現(xiàn)該策略的優(yōu)越性,將前輪轉向、零質心側偏角比例控制全輪轉向與該控制策略進行仿真對比,結果表明該控制策略能夠

4、協(xié)調各項指標使其達到綜合最優(yōu)效果,提高了整車的動態(tài)穩(wěn)定性。
　　模糊控制在處理非線性問題上有其獨到的優(yōu)勢,鑒于研究對象的數(shù)學模型是非線性的,分別設計了以零質心側偏角為控制目標的全輪轉向比例前饋加質心側偏角模糊反饋控制策略和以橫擺角速度追蹤理想橫擺角速度為控制目標的全輪轉向比例前饋加橫擺角速度模糊反饋控制策略。仿真結果表明這兩種控制策略只能夠控制單一變量,針對這一不足進行改進,設計了全輪轉向比例前饋加質心側偏角和橫擺角速度聯(lián)合模糊反