主动转向控制策略及其改善转向响应机理的研究
发布时间：2021-12-09 09:13
随着汽车的行驶车速不断提高和汽车电子控制技术快速发展,如何改善车辆的操纵稳定性与高速行驶安全性成为了人们的研究重点。而主动转向控制技术即是一种能够有效提高汽车操纵稳定性的主动底盘控制技术。因此本文对主动转向控制技术进行了相应研究,探究了不同转向型式以及不同主动转向控制策略对转向响应改善的机理,并以改善转向响应为控制目标,以四轮转向（Four Wheel Steering,4WS）汽车为控制对象,对主动四轮转向控制策略的相关问题进行了研究。建立了线性二自由度车辆动力学模型,推导了车辆响应的传递函数,以经典控制理论和仿真验证为基础,对前轮横摆角速度反馈控制、前轮侧向加速度反馈控制、后轮比例控制以及横摆角速度反馈四轮比例控制四种经典的主动转向控制系统进行了分析,并得出结论:主动前轮转向控制策略不能改善高速行驶时侧向加速度与横摆角速度的相位滞后问题;而以零质心侧偏角为控制目标的四轮转向控制策略能够保证低频率下侧向加速度和横摆角速度的相位滞后为零。研究了等效侧偏刚度的非线性特性对主动转向控制器的影响,建立了等效侧偏刚度估计模型,定义了名义等效侧偏刚度,以便主动转向控制器对侧偏刚度非线性进行考虑。...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定增益横摆角速度反馈系统阻尼随车速变化曲线
(a) 车速 30 km/h (b) 车速 100 km/h图 2.8 定增益横摆角速度反馈控制横摆角速度响应图 2.9 为车辆的质心侧偏角响应曲线，随着车速从 30 km/h 到 100 km/h，车辆质心侧偏角稳态值由正值变化为负值，反应了车辆在高、低速行驶中车辆姿态的变化，由公式（2.8）可知，车辆高速下的负稳态质心侧偏角变化会增加侧向加速度相对于横摆角速度的响应滞后。并且由图可知，定增益横摆角速度反馈控制策略对车辆的质心侧偏角的瞬态响应特性影响有限，因此该控制策略无法有效改善侧向加速度的响应滞后问题。
(a) 车速 30 km/h (b) 车速 100 km/h图 2.8 定增益横摆角速度反馈控制横摆角速度响应图 2.9 为车辆的质心侧偏角响应曲线，随着车速从 30 km/h 到 100 km/h，车辆质心侧偏角稳态值由正值变化为负值，反应了车辆在高、低速行驶中车辆姿态的变化，由公式（2.8）可知，车辆高速下的负稳态质心侧偏角变化会增加侧向加速度相对于横摆角速度的响应滞后。并且由图可知，定增益横摆角速度反馈控制策略对车辆的质心侧偏角的瞬态响应特性影响有限，因此该控制策略无法有效改善侧向加速度的响应滞后问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主动脉冲后轮转向的侧翻稳定性仿真与试验[J]. 张宝珍,阿米尔,谢晖. 汽车工程. 2016(07)
[2]基于自抗扰技术的汽车侧风稳定性研究[J]. 白玉,桑楠. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2014(04)
[3]侧向风干扰下的汽车主动前轮转向最优控制[J]. 丁能根,康乐,王健,余贵珍. 北京工业大学学报. 2013(02)
[4]汽车四轮转向变增益跟踪控制的研究[J]. 来飞,黄超群. 汽车工程. 2012(06)
[5]随速而变 奥迪动态转向系统[J]. 赵航,建明. 汽车知识. 2009(07)
[6]基于扩展卡尔曼滤波的汽车质心侧偏角估计[J]. 郭孔辉,付皓,丁海涛. 汽车技术. 2009(04)
[7]基于参数不确定的主动前轮转向鲁棒性控制[J]. 陈德玲,殷承良,张建武. 上海交通大学学报. 2008(08)
[8]遗传算法优化线控转向系统角传动比的研究[J]. 于蕾艳,林逸,施国标. 计算机仿真. 2008(08)
[9]基于加速度变化率的轮胎等效侧偏刚度估计方法[J]. 林棻,赵又群. 机械科学与技术. 2008(08)
[10]线控转向系统路感控制策略的研究[J]. 于蕾艳,林逸,施国标. 计算机仿真. 2008(06)
博士论文
[1]四轮转向汽车侧向动力学最优控制和内外环联合控制研究[D]. 刘启佳.北京理工大学 2014
[2]汽车线控转向路感模拟与主动转向控制策略研究[D]. 郑宏宇.吉林大学 2009
[3]基于线控技术的四轮主动转向汽车控制策略仿真研究[D]. 杜峰.长安大学 2009
[4]汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究[D]. 赵伟.长安大学 2008
硕士论文
[1]线控四轮转向汽车的鲁棒控制研究[D]. 王菁.吉林大学 2016
[2]基于UKF滤波的汽车纵向和侧向速度估计算法研究[D]. 时艳茹.吉林大学 2011
[3]基于GPS的汽车操纵稳定性研究[D]. 王乐.南京航空航天大学 2007
[4]四轮转向汽车的动力学分析及其鲁棒控制研究[D]. 高洪玲.吉林大学 2006
本文编号：3530373
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
定增益横摆角速度反馈系统阻尼随车速变化曲线
(a) 车速 30 km/h (b) 车速 100 km/h图 2.8 定增益横摆角速度反馈控制横摆角速度响应图 2.9 为车辆的质心侧偏角响应曲线，随着车速从 30 km/h 到 100 km/h，车辆质心侧偏角稳态值由正值变化为负值，反应了车辆在高、低速行驶中车辆姿态的变化，由公式（2.8）可知，车辆高速下的负稳态质心侧偏角变化会增加侧向加速度相对于横摆角速度的响应滞后。并且由图可知，定增益横摆角速度反馈控制策略对车辆的质心侧偏角的瞬态响应特性影响有限，因此该控制策略无法有效改善侧向加速度的响应滞后问题。
(a) 车速 30 km/h (b) 车速 100 km/h图 2.8 定增益横摆角速度反馈控制横摆角速度响应图 2.9 为车辆的质心侧偏角响应曲线，随着车速从 30 km/h 到 100 km/h，车辆质心侧偏角稳态值由正值变化为负值，反应了车辆在高、低速行驶中车辆姿态的变化，由公式（2.8）可知，车辆高速下的负稳态质心侧偏角变化会增加侧向加速度相对于横摆角速度的响应滞后。并且由图可知，定增益横摆角速度反馈控制策略对车辆的质心侧偏角的瞬态响应特性影响有限，因此该控制策略无法有效改善侧向加速度的响应滞后问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主动脉冲后轮转向的侧翻稳定性仿真与试验[J]. 张宝珍,阿米尔,谢晖. 汽车工程. 2016(07)
[2]基于自抗扰技术的汽车侧风稳定性研究[J]. 白玉,桑楠. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2014(04)
[3]侧向风干扰下的汽车主动前轮转向最优控制[J]. 丁能根,康乐,王健,余贵珍. 北京工业大学学报. 2013(02)
[4]汽车四轮转向变增益跟踪控制的研究[J]. 来飞,黄超群. 汽车工程. 2012(06)
[5]随速而变 奥迪动态转向系统[J]. 赵航,建明. 汽车知识. 2009(07)
[6]基于扩展卡尔曼滤波的汽车质心侧偏角估计[J]. 郭孔辉,付皓,丁海涛. 汽车技术. 2009(04)
[7]基于参数不确定的主动前轮转向鲁棒性控制[J]. 陈德玲,殷承良,张建武. 上海交通大学学报. 2008(08)
[8]遗传算法优化线控转向系统角传动比的研究[J]. 于蕾艳,林逸,施国标. 计算机仿真. 2008(08)
[9]基于加速度变化率的轮胎等效侧偏刚度估计方法[J]. 林棻,赵又群. 机械科学与技术. 2008(08)
[10]线控转向系统路感控制策略的研究[J]. 于蕾艳,林逸,施国标. 计算机仿真. 2008(06)
博士论文
[1]四轮转向汽车侧向动力学最优控制和内外环联合控制研究[D]. 刘启佳.北京理工大学 2014
[2]汽车线控转向路感模拟与主动转向控制策略研究[D]. 郑宏宇.吉林大学 2009
[3]基于线控技术的四轮主动转向汽车控制策略仿真研究[D]. 杜峰.长安大学 2009
[4]汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究[D]. 赵伟.长安大学 2008
硕士论文
[1]线控四轮转向汽车的鲁棒控制研究[D]. 王菁.吉林大学 2016
[2]基于UKF滤波的汽车纵向和侧向速度估计算法研究[D]. 时艳茹.吉林大学 2011
[3]基于GPS的汽车操纵稳定性研究[D]. 王乐.南京航空航天大学 2007
[4]四轮转向汽车的动力学分析及其鲁棒控制研究[D]. 高洪玲.吉林大学 2006
本文编号：3530373
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