基于降階狀態(tài)觀測器的4WS車輛隨動操縱最優(yōu)控制器設(shè)計與研究.pdf

1、該論文來源于東南大學(xué)機械工程系陳南教授第三期福特——中國研究與發(fā)展基金"基于μ綜合魯棒控制的四輪轉(zhuǎn)向汽車的瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性".論文研究的內(nèi)容屬于目前國際上"四輪轉(zhuǎn)向控制"研究領(lǐng)域中的前沿課題,四輪轉(zhuǎn)向(4WS)技術(shù)能有效地提高汽車低速時的機動性和高速時的操縱穩(wěn)定性,該文在廣泛細致地查閱、研究4WS技術(shù)的發(fā)展狀況和國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上,通過分析4WS汽車的數(shù)學(xué)模型,全面闡述了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理、控制方法及其對汽車操縱穩(wěn)定性的影響.圍繞

2、四輪轉(zhuǎn)向汽車隨動操縱最優(yōu)控制器進行了一系列的研究.該課題的內(nèi)容主要是進行四輪轉(zhuǎn)向汽車的控制器系統(tǒng)設(shè)計;考慮在實際中車輛質(zhì)心側(cè)偏角β等量測量比較困難,設(shè)計出降階狀態(tài)觀測器進行控制仿真,得到比較好的控制效果.具體內(nèi)容如下:1.建立兩自由度(2DOF)2WS和4WS車輛動力學(xué)模型,進行動特性分析;利用仿真軟件MATLAB/SIMULINK進行建模仿真,質(zhì)心側(cè)偏角β在實際中很難直接測量,所以設(shè)計基于最小階狀態(tài)觀測器的2DOF2WS和4WS車輛最

3、優(yōu)操縱控制器,選擇了低速V=10m/s和高速V=40m/s兩種工況下進行仿真,從仿真結(jié)果比較來看4WS車輛有更好的操縱穩(wěn)定性;2.建立七自由度4WS汽車的動力學(xué)模型,進行動特性分析;設(shè)計7DOF4WS車輛最優(yōu)操縱控制器,因為在此實際車輛中不易直接測量的量較多.所以通過對整個狀態(tài)空間進行重構(gòu)分析,考慮質(zhì)心側(cè)偏角β測量是最困難的,設(shè)計了最小階狀態(tài)觀測器,進行仿真研究,得到很好的控制效果;3.在7DOF4WS車輛中,側(cè)傾角φ也是很難直接得到的