基于μ综合鲁棒控制的四轮转向车辆操纵稳定性研究

车辆总是承担不同的载荷，车辆建模亦存在着误差, 传统四轮转向控制器难以达到原有的性能指标；针对外界干扰，采用μ综合鲁棒控制方法，构造横摆角速度跟踪综合控制系统设计框架, 选取了不同环节的权函数。仿真结果表明，四轮转向车辆控制系统具有良好的动态性能、鲁棒稳定性和鲁棒性能，有效地提高了车辆操纵稳定性和安全性。     

考虑非线性特征的4WS车辆滑模鲁棒稳定性控制

为了系统地分析非线性四轮转向车辆的动力学行为,并同时考虑实际车辆运行工况的复杂性,建立了具有非线性特征的四轮转向车辆动力学模型.选择质心侧偏角和横摆角速度作为控制变量,基于滑模控制理论和最优反馈控制理论,分别设计控制器抑制外部扰动;在J-turn的操纵模式下,比较2种控制算法的优越性,基于Matlab/Simulink环境下实现仿真结果的对比.结果表明,滑模控制下四轮转向车辆具有更优的操纵性能,将质心侧偏角控制在稳定范围内,并能较好地跟踪车辆的期望横摆角速度,可较理想地提高高速环境下四轮转向的抗干扰能力.     

基于混合不确定建模的主动悬架鲁棒μ综合控制分析

利用线性分式变换理论对二自由度车辆主动悬架系统进行混合不确定建模分析,通过结构奇异值理论和D-K迭代设计过程,设计了鲁棒μ综合控制器.仿真结果表明:在给定的不确定范围内,鲁棒μ综合控制器保证了主动悬架系统的名义性能和鲁棒性;与基于名义模型设计的H∞控制器相比,闭环系统能获得更好的鲁棒性能.     

两种四轮转向车辆操纵稳定性的仿真分析

对前后轮转向比为定值和实现最优控制的两种四轮转向车辆的操纵稳定性进行了仿真对比分析.在建立四轮转向车辆操纵动力学模型的基础上,对四轮转向车辆的动力学响应进行仿真,并将仿真结果与前轮转向车辆做比较.仿真结果表明:两种四轮转向车辆在中高速行驶时均显著提高了车辆的操纵稳定性,但前后轮转向比为定值的四轮转向车辆会加重驾驶员负担,而最优控制四轮转向车辆会使驾驶员保持原来的转向感觉.     

轿车空气悬架主动抗侧倾控制方法仿真对比研究

为改善空气悬架轿车的抗侧倾性能,开发了一种液气混合式主动抗侧倾装置.选用结构简单、成本低的开关电磁阀作为执行元件,对4种离散控制方法进行对比分析,寻找控制系统结构尽量简单,可以快速、准确和高效地完成对抗侧倾装置运动位移控制的方法.仿真计算结果表明,采用3点开关控制方法,系统组成简单,但控制精度较低,电磁阀切换频繁;采用PWM和PID联合控制方法,控制精度高,电磁阀切换次数减少;采用滑模控制方法,控制精度一般,但电磁阀切换次数最少.     

二自由度4WS汽车运动稳定性分析

建立了二自由度4WS汽车系统的动力学模型,给出了相应的动力方程。同时从理论上分析了这一系统的稳态和瞬态响应问题。在考虑横向轮胎力非线性效应的影响下进行了相应的理论分析与数值计算,与传统的前轮转向系统对比分析,得到采用同相位转向的4WS汽车明显有利于提高车体的行驶稳定性的有益结论。     

基于μ综合的空空导弹纵向鲁棒驾驶仪设计

为解决新一代空空导弹飞行包线大、飞行环境复杂和气动参数变化剧烈的特点所带来的控制难题,采用μ综合方法对不确定性与扰动界的估计以及执行机构特性等,选取了不同环节的权函数,设计了算例空对空导弹纵向鲁棒驾驶仪.对设计结果进行了性能分析,并与传统的PID控制方法进行了比较,结果显示在0.01～100 rad/s范围内,采用μ综合控制器的闭环系统结构奇异值几乎在所有频率范围内都小于PID控制器,前者对建模不确定性和扰动的抑制能力要大大优于后者.     

四轮转向车辆控制及其硬件在环仿真开发平台

研究四轮转向（4WS）车辆操纵控制策略及其控制系统开发．为控制方式执行方便,以横摆角速度反馈为4WS车辆基本控制逻辑．由于实际车辆系统的复杂性,相应4WS控制系统开发需要大量在线实时综合,故利用控制系统的硬件在环仿真技术（HILS）．基于Matlab／Simulink／dSPACE开发了4WS车辆控制系统的硬件在环仿真平台．利用此平台硬件在环仿真研究控制算法的鲁棒性并对比不同算法性能,结果表明基于μ综合鲁棒控制方法有比较好的综合性能．     

鲁棒控制系统的μ分析与μ综合

本文引入结构奇异值μ,讨论结构不确定性系统鲁棒控制的μ方法,并给出一个例子。     

线控主动四轮转向汽车控制策略研究

目的 针对线控四轮转向汽车横向稳定性不足及控制鲁棒性差等问题,提出一种主动转向反馈控制策略。方法 使用Simulink搭建线控转向系统转向执行机构动力学模型,将MATLAB/Simulink与Carsim联合仿真,建立线控四轮转向整车模型;基于二自由度模型分析横摆角速度和质心侧偏角对汽车稳定性的影响,推导理想的横摆角速度和质心侧偏角;以横摆角速度增益恒定为依据设计理想传动比,得到期望前轮转角,以横摆角速度误差为控制量设计模糊控制器得到附加前轮转角对期望转角实时修正,实现前轮主动转向;针对横摆角速度和质心侧偏角与理想值之间的误差,加权得到稳定性控制目标;设计自适应积分滑模反馈控制策略输出后轮转角,对理想值进行跟踪,实现后轮主动转向。结果 仿真实验结果表明：所搭建的线控转向系统能够准确反映汽车动力学特性。相比无控制的机械前轮转向汽车与横摆反馈控制的四轮转向汽车,线控主动四轮转向汽车在双移线工况下将质心侧偏角控制在0值附近波动,横摆角速度跟踪误差控制在1.149 deg/s以内;在角阶跃工况下将质心侧偏角稳态值控制在0.065 deg,横摆角速度稳态值误差为0.074 deg/s。结论 线控...     

一种鲁棒自适应主动振动控制方法

针对一类在有界输入和输出扰动情况下满足正实条件的主动振动控制的鲁棒自适应控制问题，提出一种鲁棒自适应主动振动控制系统，相对于传统的模太控制方法而言、此方法根据可直接测量的输出量构成控制律，因而不需要进行模太估计。基于有限维状态空间模型得到的鲁棒自适应控制律不存在由于模态截断引起的溢出问题。     

四轮转向与主动悬架的模型预测集成控制

针对车辆极限工况下的稳定性问题,提出一种四轮转向和主动悬架的集成控制算法。根据四轮转向单轨参考模型和主动悬架双轨模型,建立集成控制矩阵,利用模型预测算法设计集成控制器。在实车验证基础上,采用Car Sim与Matlab联合仿真,获得了转向盘鱼钩输入下的车辆横摆角速度、质心侧偏角、车身侧倾角等特性曲线,分析了该典型极限工况下车辆的稳定性控制品质。结果表明,所设计的四轮转向与主动悬架的集成控制策略能够显著的改善车辆的操纵稳定性,解决失稳问题。     

消除溢出不稳定的鲁棒振动主动控制

将H∞控制理论应用于柔性结构的振动主动控制，提出一种能够消除溢出不稳定的基于混合灵敏度方法的鲁棒控制策略．首先通过频域辨识得到柔性结构的降阶模型，而剩余高阶模态构成的非结构不确定性，通过对权函数的选择在设计阶段就加以考虑，然后基于降阶模型和未建模不确定的近似特性设计了鲁棒反馈控制器．仿真实验的结果表明，与通常采用的LQR控制方法相比，此方法不仅能够有效的抑制柔性结构的振动，而且具有更好的鲁棒性能．     

基于改进型滑模控制的4WS汽车控制策略研究

针对线控四轮主动转向车辆受侧向干扰和变道行驶时存在的操纵稳定性问题,基于单点预瞄驾驶员模型、三自由度整车动力学模型和改进型滑模四轮转向（4WS）控制算法,建立了4WS整车驾驶系统,并设计了双移线行驶工况对其进行实验测试.在Matlab/Simulink软件中对该整车驾驶系统进行建模仿真,并与相同参数的经典型滑模控制的4WS车辆和无控制前轮转向（FWS）车辆模型仿真结果对比.结果表明:设计的改进型滑模控制器可以有效地实现双移线行驶工况,追踪理想横摆角速度,使质心侧偏角、车身侧倾角和侧倾角速度保持一个相对较小的值,并且对侧向干扰具有很强的鲁棒性.      

全驱4WS汽车的转向特性分析

通过对2WS和4WS汽车转向特性的比较,建立4WS系统的转向圆通式,分析4WS汽车转向运动的关系,并导出4WS汽车前后左右各轮转向时的速度关系.     

4WID车辆主动安全控制策略研究

针对4WID车辆主动安全控制,设计开发了一种基于主动前轮转向(active front steering,AFS)、直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control,DYC)与驱动防滑(acceleration slip regulation,ASR)集成的控制系统.控制系统采用分层控制结构,其中决策层基于滑模变结构控制理论与车辆相平面稳定判据,设计了横摆角速度与质心侧偏角协调控制器,计算保持车辆稳定性所需的附加横摆力矩.此外,基于滑移率门限值,设计了模糊PI控制器,分配AFS模块与DYC模块输入的附加横摆力矩,获得最终附加横摆力矩与附加前轮转角.执行层通过对驱动/制动力矩与前轮转角的控制,实现速度保持,滑移率控制与车辆稳定性控制功能.仿真结果表明,在高速、低附着系数路面的极限工况下,集成控制策略可实现车辆操纵稳定性控制且综合性能优于单独控制.     

四轮转向汽车后轮转角控制因子控制效果研究

采用汽车的"自行车"模型,建立了四轮转向汽车的数学模型,在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型,对四轮转向汽车的前轮转角输入控制因子和横摆角速度反馈输入控制因子对汽车操纵稳定性的影响进行了仿真分析.研究表明,两控制因子均能显著降低汽车质心侧偏角和侧向加速度,提高车辆操纵稳定性,但同时又降低了车辆的横摆角速度,降低了驾驶员的转向感觉;横摆角速度反馈输入控制因子对汽车质心侧偏角的影响还表现出了二重性,在四轮转向设计阶段应根据具体情况合理选取两控制因子.     

主动四轮转向系统对高速汽车侧风稳定性的控制研究

建立了考虑侧风作用的汽车三自由度非线性动力学模型,应用基于BP神经网络的模型,参考自适应控制方法设计了主动四轮转向控制系统,并对非线性汽车模型进行了控制仿真.仿真结果表明,主动四轮转向系统能够有效的减小侧风对高速行驶汽车运动状态的影响,提高侧风稳定性.     

速差转向车辆的建模验证与操纵性能分析

以一辆装备有双差速液压机械传动装置的8×8速差转向全地形车为研究对象,对其操纵性能进行分析与讨论.建立了速差转向车辆2自由度动力学模型,并对该模型进行了试验验证.试验结果表明,速差转向车辆与阿克曼转向车辆的操纵性能、稳态性能有很大的差异,速差转向车辆特殊的转向能力使其具有更好的操纵性;速差转向车辆的瞬态操纵性能优于阿克曼转向车辆;由于转向过程中会产生较大的轮胎侧偏角,速差转向车辆轮胎易磨损.