四輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩控制.pdf

1、隨著汽車工業(yè)技術(shù)的快速進(jìn)步及交通條件的改善，汽車的行駛速度也越來(lái)越高，人們?cè)絹?lái)越注重高速極限工況下汽車行駛的安全性和駕駛操縱穩(wěn)定性。四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)通過(guò)主動(dòng)控制車輛的前后輪轉(zhuǎn)角提高車輛的穩(wěn)定性，直接橫擺力矩控制通過(guò)控制車輪的驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力產(chǎn)生附加的橫擺力矩克服過(guò)度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向，從而主動(dòng)地對(duì)車輛的操縱穩(wěn)定性進(jìn)行控制。因此本文以四輪轉(zhuǎn)向汽車為研究對(duì)象，對(duì)基于四輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩控制相結(jié)合的策略進(jìn)行深入研究。
　　首先基于車輛標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系

2、建立非線性七自由度四輪轉(zhuǎn)向汽車動(dòng)力學(xué)模型，同時(shí)建立了車輪動(dòng)力學(xué)模型，分析車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)受力狀態(tài)，考慮輪胎的非線性特性的影響，引入了汽車非線性Dugoff輪胎模型，為后文驗(yàn)證控制器的有效性提供一個(gè)良好的仿真模型。
　　其次以提高車輛高速下的操縱穩(wěn)定性為目的，設(shè)計(jì)基于四輪轉(zhuǎn)向與直接橫擺力矩相結(jié)合的控制策略。以車輛的橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角為控制變量，設(shè)計(jì)滑?？刂破鳟a(chǎn)生車輛轉(zhuǎn)向所需的附加橫擺力矩和后輪轉(zhuǎn)角，并按單側(cè)制動(dòng)的方法將產(chǎn)生的橫擺力矩分

3、配到車輛的四個(gè)車輪上。針對(duì)七自由度模型，進(jìn)行高路面系數(shù)和低路面系數(shù)的正弦工況下的時(shí)域仿真分析。仿真結(jié)果表明，基于直接橫擺力矩與四輪轉(zhuǎn)向相結(jié)合的控制策略有效減小了質(zhì)心側(cè)偏角，橫擺角速度對(duì)理想值有很好的跟蹤，提高了車輛的操縱穩(wěn)定性，同時(shí)驗(yàn)證了橫擺力矩分配的有效性。
　　最后針對(duì)單側(cè)制動(dòng)方法分配力矩時(shí)，車輛的縱向速度波動(dòng)較大和各車輪所需的附加力矩較大從而在緊急工況下不能夠提供所需的橫擺力矩的問題，對(duì)橫擺力矩的分配方法進(jìn)行改進(jìn)，采用驅(qū)動(dòng)制