四輪轉(zhuǎn)向汽車的動特性及其魯棒控制研究.pdf

1、隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代汽車的速度越來越高，汽車的操縱穩(wěn)定性直接關(guān)系著乘員的人身安全，客觀上要求汽車具有更快的跟隨駕駛員指令的反應能力，因此，四輪轉(zhuǎn)向(4WS)技術(shù)應運而生。四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)是一種對汽車的前輪轉(zhuǎn)向和后輪轉(zhuǎn)向同時進行控制以改善轉(zhuǎn)向特性的汽車動力學控制技術(shù)。相比傳統(tǒng)兩輪轉(zhuǎn)向汽車，四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還根據(jù)汽車當前運動狀態(tài)對后輪轉(zhuǎn)向進行控制，提高了汽車轉(zhuǎn)向的瞬態(tài)響應特性，從而增強了操縱穩(wěn)定性和主動安全性。 本文在四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的

2、動特性和控制研究上進行探索，取得了以下成果： 首先，介紹了四輪轉(zhuǎn)向汽車的主要轉(zhuǎn)向方式并和2WS汽車進行對比，得出其優(yōu)勢所在。建立了四輪轉(zhuǎn)向汽車的三自由度和二自由度動力學模型，由4WS車輛的二自由度模型，推導出了前后輪前饋和反饋組合控制方式的四輪轉(zhuǎn)向汽車的傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間方程。對四輪轉(zhuǎn)向汽車進行轉(zhuǎn)向特性分析，對前輪角階躍輸入下的汽車穩(wěn)態(tài)響應和瞬態(tài)響應進行了研究和分析。 其次，闡述了線性矩陣不等式(Linear Matri

3、x Inequality：LMI)的處理方法及其相關(guān)定理，并對LMI問題的求解算法進行了簡要的描述。建立了基于外界干擾的4WS線性二自由度模型。應用H∞魯棒控制理論、輸出反饋H2/H∞混合控制理論和狀態(tài)反饋H2/H∞混合控制理論，結(jié)合LMI方法，采用零側(cè)偏角控制策略，設計出前輪轉(zhuǎn)向角比例前饋加橫擺角速度比例反饋控制來控制后輪轉(zhuǎn)向的不同的最優(yōu)控制器。參考國內(nèi)某轎車的基本參數(shù)，運用Matlab/simulink平臺進行仿真，并將仿真結(jié)果分別