四轮转向汽车的操纵稳定性控制策略研究
发布时间：2021-09-25 02:55
汽车转向系统是车辆的重要组成部分,它的优劣直接影响了汽车的操纵稳定性,是保证车辆安全行驶的一个重要性能。随着人们对汽车主动安全性能的要求越来越高,作为主动安全技术之一的4WS也受到各大汽车生产商与高校学者的研究。本文以轿车为对象,对四轮转向系统的控制策略进行了较为深入的研究。本文建立了二自由度前轮转向理想参考模型;针对四轮转向系统,考虑到车辆转向时应满足阿克曼转向定理,建立了二自由度阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向车辆动力学模型（正文中统称比例四轮转向或4WS）与二自由度阿克曼四轮独立转向车辆动力学模型（4WIS）;推导出两种四轮转向形式下主动转向轮与输入车轮的转角函数关系表达式,并利用Simulink搭建了4WS与4WIS的前馈控制模型;应用Carsim软件平台,建立了多自由度四轮转向整车模型。基于该整车模型进行了4WS前馈控制与4WIS前馈控制仿真验证,结果表明,四轮转向系统的整车稳定性明显优于前轮转向。基于阿克曼四轮独立转向,分别采用了模糊与模糊PID控制技术,以具有理想转向特性的二自由度前轮转向模型作为参考,制定了4WIS前馈与模糊反馈、4WIS前馈与模糊PID反馈的控制策略...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 四轮转向系统的研究目的与意义
1.2 四轮转向系统的优点
1.2.1 四轮转向系统的优点
1.3 四轮转向系统的发展历史
1.3.1 四轮转向技术的发展历史
1.4 四轮转向系统控制策略国内外研究状况
1.4.1 国外研究状况
1.4.2 国内研究状况
2 汽车动力学模型的建立与分析
2.1 二自由度两轮转向车辆动力学模型
2.1.1 二自由度两轮转向数学模型的建立
2.1.2 2 WS理想横摆角速度分析
2.2 二自由度阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向车辆动力学模型
2.2.1 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向几何模型构建
2.2.2 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向数学模型的建立
2.3 阿克曼四轮独立转向车辆动力学模型
2.3.1 阿克曼四轮独立转向车辆的数学模型建立
2.3.2 阿克曼转向各车轮转角函数关系
2.4 四轮转向前馈控制
2.4.1 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向前馈控制
2.4.2 阿克曼四轮独立转向前馈控制
2.5 本章小节
3 4WIS整车模糊PID控制研究与仿真分析
3.1 模糊控制器的产生与发展
3.1.1 模糊控制器的产生
3.1.2 模糊控制器的发展
3.2 模糊控制器的特点、结构与组成部分
3.2.1 模糊控制器的特点
3.2.2 模糊控制器的基本结构
3.2.3 模糊控制器的组成部分
3.3 4 WIS模糊反馈控制器的建立
3.3.1 基于质心侧偏角与横摆角速度联合反馈控制
3.3.2 输入输出量的基本论域、论域、模糊集、量化因子的确定
3.4 4 WIS前馈与模糊反馈控制仿真分析
3.4.1 高附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.4.2 低附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.5 模糊PID控制理论与概述
3.5.1 模糊控制与PID控制结合
3.5.2 模糊PID的结构和自整定原则
3.6 4 WIS模糊PID反馈控制器的建立
3.6.1 PID控制参数的初始整定
3.6.2 模糊集及论域的定义
3.7 4 WIS前馈与模糊PID反馈控制仿真分析
3.7.1 高附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.7.2 低附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.8 本章小节
4 4WS系统与4WIS系统的协调控制策略研究
4.1 4 WS汽车理想稳态横摆角速度分析
4.2 4 WIS汽车理想稳态横摆角速度分析
4.3 四轮转向汽车的实际横摆角速度分析
4.4 转向模式切换车速的选取
4.4.1 转向模式切换车速
4.5 4 WS系统与4WIS系统协调控制策略的设计
4.5.1 4 WS反馈控制器的设计
4.5.2 4 WIS反馈控制器的设计
4.6 4 WS与4WIS协调控制策略仿真验证
4.7 本章小结
5 四轮转向与差动制动联合控制的汽车稳定性研究
5.1 车辆稳定性分析
5.1.1 质心侧偏角与横摆角速度同车辆稳定性的关系
5.1.2 汽车失稳的判断
5.2 差动制动原理
5.3 汽车稳定性控制策略
5.3.1 执行方式的分析与选取
5.3.2 制动效果分析
5.4 四轮转向与差动制动联合控制策略的设计
5.4.1 阿克曼转向与差动制动的联合控制器设计
5.4.2 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向与差动制动的联合控制器设计
5.4.3 制动轮的确定
5.4.4 制动力矩的分配
5.5 四轮转向与差动制动联合控制策略仿真验证
5.6 本章小节
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果
本文编号：3408946
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 四轮转向系统的研究目的与意义
1.2 四轮转向系统的优点
1.2.1 四轮转向系统的优点
1.3 四轮转向系统的发展历史
1.3.1 四轮转向技术的发展历史
1.4 四轮转向系统控制策略国内外研究状况
1.4.1 国外研究状况
1.4.2 国内研究状况
2 汽车动力学模型的建立与分析
2.1 二自由度两轮转向车辆动力学模型
2.1.1 二自由度两轮转向数学模型的建立
2.1.2 2 WS理想横摆角速度分析
2.2 二自由度阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向车辆动力学模型
2.2.1 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向几何模型构建
2.2.2 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向数学模型的建立
2.3 阿克曼四轮独立转向车辆动力学模型
2.3.1 阿克曼四轮独立转向车辆的数学模型建立
2.3.2 阿克曼转向各车轮转角函数关系
2.4 四轮转向前馈控制
2.4.1 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向前馈控制
2.4.2 阿克曼四轮独立转向前馈控制
2.5 本章小节
3 4WIS整车模糊PID控制研究与仿真分析
3.1 模糊控制器的产生与发展
3.1.1 模糊控制器的产生
3.1.2 模糊控制器的发展
3.2 模糊控制器的特点、结构与组成部分
3.2.1 模糊控制器的特点
3.2.2 模糊控制器的基本结构
3.2.3 模糊控制器的组成部分
3.3 4 WIS模糊反馈控制器的建立
3.3.1 基于质心侧偏角与横摆角速度联合反馈控制
3.3.2 输入输出量的基本论域、论域、模糊集、量化因子的确定
3.4 4 WIS前馈与模糊反馈控制仿真分析
3.4.1 高附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.4.2 低附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.5 模糊PID控制理论与概述
3.5.1 模糊控制与PID控制结合
3.5.2 模糊PID的结构和自整定原则
3.6 4 WIS模糊PID反馈控制器的建立
3.6.1 PID控制参数的初始整定
3.6.2 模糊集及论域的定义
3.7 4 WIS前馈与模糊PID反馈控制仿真分析
3.7.1 高附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.7.2 低附着路面方向盘角阶跃输入仿真
3.8 本章小节
4 4WS系统与4WIS系统的协调控制策略研究
4.1 4 WS汽车理想稳态横摆角速度分析
4.2 4 WIS汽车理想稳态横摆角速度分析
4.3 四轮转向汽车的实际横摆角速度分析
4.4 转向模式切换车速的选取
4.4.1 转向模式切换车速
4.5 4 WS系统与4WIS系统协调控制策略的设计
4.5.1 4 WS反馈控制器的设计
4.5.2 4 WIS反馈控制器的设计
4.6 4 WS与4WIS协调控制策略仿真验证
4.7 本章小结
5 四轮转向与差动制动联合控制的汽车稳定性研究
5.1 车辆稳定性分析
5.1.1 质心侧偏角与横摆角速度同车辆稳定性的关系
5.1.2 汽车失稳的判断
5.2 差动制动原理
5.3 汽车稳定性控制策略
5.3.1 执行方式的分析与选取
5.3.2 制动效果分析
5.4 四轮转向与差动制动联合控制策略的设计
5.4.1 阿克曼转向与差动制动的联合控制器设计
5.4.2 阿克曼前轮转向+比例后轮的四轮转向与差动制动的联合控制器设计
5.4.3 制动轮的确定
5.4.4 制动力矩的分配
5.5 四轮转向与差动制动联合控制策略仿真验证
5.6 本章小节
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果
本文编号：3408946
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