4WS汽車的硬件設計及操縱穩(wěn)定性控制.pdf

1、在汽車逐漸進入密集化、高速化時代的今天，汽車的操縱穩(wěn)定性日益受到重視，成為現(xiàn)代汽車安全行駛的重要性能之一。四輪轉向(4WS)作為改善汽車操縱穩(wěn)定性能最有效的一種主動底盤控制技術，通過對汽車轉向系統(tǒng)的直接作用，有效地改善了汽車的轉向操縱性能和行駛安全性能。車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)從提高汽車行駛穩(wěn)定性的控制目標出發(fā)，通過調節(jié)作用在車輪上縱向力的大小，在車體上產生一個橫擺力偶矩，從而糾正汽車的行駛姿態(tài)，改善汽車的轉向特性，使汽車在各種路面

2、和各種行駛工況下都獲得良好的行駛穩(wěn)定性。在實際的4WS系統(tǒng)中，根據(jù)不同的工作要求，所采取的控制策略各有利弊，所采用各種控制方法的側重點也各有不同。實現(xiàn)何種控制目標、采用何種控制方法是4WS汽車的關鍵技術。 本文從兩種不同的控制目標出發(fā)，設計兩種不同的4WS系統(tǒng)控制器，并分別進行了硬件在環(huán)仿真和純數(shù)字仿真。主要內容包括： 1、實現(xiàn)了4WS試驗車的總體設計，成功地將一輛前輪轉向轎車改裝成電控電動式4WS試驗車，并完成了各種傳

3、感器的選型安裝。 2、分析了硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的功用、特點及常用系統(tǒng)的類型，設計開發(fā)了基于DSP的4WS硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。建立了線性二自由度4WS汽車數(shù)學模型，以側偏角為零作為控制目標，采用前輪轉角比例前饋+橫擺角速度比例反饋的控制方法，來控制汽車后輪的轉角。以TMS320F2812型DSP芯片作為控制器的核心，實現(xiàn)了4WS控制器的硬件在環(huán)仿真，得出了仿真結果，并對仿真結果進行了分析比較，得到了較為理想的控制效果。 3、設

4、計了帶VSC的ABS液壓控制回路，并對液壓控制系統(tǒng)的工作過程進行了詳細的分析。建立了線性二自由度4WS+DYC數(shù)學模型，采用最優(yōu)控制理論，以4WS+DYC汽車的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度跟蹤2WS汽車的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度作為控制目標，設計了4WS+DYC最優(yōu)控制器，基于MATLAB/Simulink平臺，進行了純數(shù)字仿真，仿真結果達到了理想的要求。 通過建立4WS汽車的數(shù)學模型，進行純數(shù)字仿真或硬件在環(huán)仿真，可以較為直觀地比較各種控制方法的優(yōu)缺